Rullende cirkelreplikation er en proces med ensrettet nukleinsyrereplikation , hvor der hurtigt syntetiseres flere kopier af cirkulære DNA- eller RNA- molekyler , for eksempel plasmider , bakteriofaggenomer og viroid cirkulært RNA . Nogle eukaryote vira replikerer også deres genom på denne måde.
Rullende ring-DNA-replikation initieres af et særligt protein - et enzym kodet af DNA'et fra et plasmid eller en bakteriofag, som bryder en af kæderne af et dobbeltstrenget cirkulært molekyle på DSO -stedet (dobbeltstrenget oprindelse ) . Initiatorproteinet binder til 5' -phosphatenden af den knækkede streng, og den frie 3'- OH-gruppe tjener som en primer for DNA- syntese af DNA- polymerase III . Ved at bruge den ubrudte streng som skabelon gennemgår hele det cirkulære DNA-molekyle replikation og erstatter den knækkede streng, der repræsenterer enkeltstrenget DNA. Udskiftning af den knækkede kæde udføres af den recipientkodede PcrA - helicase i nærvær af en plasmidkodet replikationsinitieringsfaktor.
Fortsat DNA-syntese resulterer i mange enkeltstrengede lineære kopier af det originale DNA som lange DNA-sekvenser kaldet konkatemerer . Lineære kopier kan konverteres til et dobbeltstrenget cirkulært molekyle gennem følgende proces.
For det første producerer initiatorproteinet endnu et brud, hvorved syntesen af en anden (ledende) streng afsluttes. RNA-polymerase og DNA-polymerase III replikerer derefter det enkeltstrengede SSO-DNA ( enkeltstrenget oprindelse ), og danner en ny dobbeltstrenget ring . Derefter erstatter DNA-polymerase I primeren med DNA, og DNA-ligase forbinder enderne og danner derved det endelige dobbeltstrengede DNA.
Rullende ringreplikation har fundet udbredt anvendelse i både akademisk forskning og bioteknologi , og mekanismen er med succes blevet brugt til at amplificere DNA fra meget små mængder DNA fra en startprøve.
Nogle vira replikerer deres DNA i værtscellen via rullende ringreplikation. For eksempel udtrykker humant herpesvirus type 6 (HHV-6) en række "tidlige gener", som menes at være involveret i denne proces [1] . De lange konkatemerer dannet under denne replikation adskilles af ribozymer mellem pac-1- og pac-2-regionerne af HHV-6 under dannelsen af individuelle virioner [2] .