Meccanismi e enzimi chiave nella replicazione del DNA

Processo di replicazione del DNA

Per replicare il DNA è innanzitutto necessario aprire la doppia elica perché i filamenti originari possano fungere da stampo alla DNA-polimerasi in grado di sintetizzare 20 nucleotidi al secondo, complementari a quelli del filamento stampo. La velocità della DNA-polimerasi è permessa dalla facilità che ha di formare legami fosfodiesterici attraverso nucleoidi trifosfati, ai quali sottrae due gruppi fosfato.

La DNA polimerasi presenta però un limite: può sintetizzare il nuovo filamento solamente se già presente un carbonio 3’ con un gruppo ossidrile. La replicazione non deve quindi partire dagli estremi del DNA, ma da forcelle di replicazione in cui si interrompono i legami idrogeni tra le basi azotate attraverso l’elicasi. Fondamentale è anche la topoisomerasi che permette lo svolgimento della doppia elica, difatti taglia e ricuce il legame fosfodiesterico dei filamenti per diminuire la tensione del DNA. A questo punto agisce l’RNA polimerasi PRIMASI che sintetizza l’RNA iniziatore, ossia il primer/innesco, così che possa agire la DNA polimerasi che sintetizza sempre in direzione 5’→3’.

Importanza della DNA polimerasi

L’evoluzione ha scelto di utilizzare la DNA polimerasi perché un enzima che inizia da zero la sintesi del nuovo filamento ha una probabilità di commettere errori molto più elevata di un enzima che obbligatoriamente deve avere un innesco appaiato al filamento stampo. La polimerasi svolge anche un’attività esonucleasica (proofreading) di correzione delle bozze da lei prodotte.