ДНК је генетски материјал који дефинише сваку ћелију. Пре а мобилни дупликата и дели се на нове ћерке ћелије кроз било који од њих митоза или мејоза, биомолекуле и органеле морају бити копирани да би се дистрибуирали међу ћелијама. ДНК, пронађен унутар језгро, морају бити реплициране како би се осигурало да свака нова ћелија добије тачан број хромозоми. Назива се процес умножавања ДНК ДНК репликација. Репликација прати неколико корака који укључују вишеструко протеина названи репликацијским ензимима и РНА. У еукариотским ћелијама, као што су животињске ћелије и биљне ћелије, Репликација ДНК догађа се у С фаза интерфазе током ћелијски циклус. Процес репликације ДНК од виталног је значаја за раст, поправку и размножавање ћелија у организмима.
ДНК или деоксирибонуклеинска киселина је врста молекула позната као а нуклеинске киселине. Састоји се од 5-угљеног деоксирибоза шећера, фосфата и азотне базе. Дволанчана ДНК састоји се од два спирална ланца нуклеинске киселине која су уплетена у а дупла спирала
облик. Ово увртање омогућава да ДНК буде компактнији. Да би се уклопио у језгро, ДНК се спакује у чврсто замотане структуре које се називају хроматин. Хроматин се кондензује хромозоми током ћелијске деобе. Пре репликације ДНК, хроматин се отпушта, омогућавајући машинама за репликацију ћелија приступ ДНК ланцима.Пре него што се ДНК може реплицирати, дволанчани молекул мора бити „нераспоређен“ у две појединачне нити. ДНК има четири базе назване аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц) и гванин (Г) који формирају парове између две нити. Аденин се спаја само са тимином, а цитозин се веже само са гванином. Да би се одмотало ДНК, ове интеракције између парова базе се морају прекинути. То се обавља помоћу ензима познатог као ДНК хеликоза. ДНА хеликаза квари овај везивање водоника Између парова базе да бисте одвојили праменове у И облик познат као виљушка за репликацију. Ово подручје ће бити образац за почетак репликације.
ДНК је усмерен у обе струке, означен је 5 'и 3' крајем. Ова нотација означава која је бочна група везана за краљежницу ДНК. Тхе 5 'крај садржи фосфатну (П) групу, док 3 'крај садржи хидроксилну (ОХ) групу. Ова усмереност је важна за репликацију јер напредује само у правцу 5 'до 3'. Међутим, вилица за репликацију је двосмерна; један прамен је оријентисан у правцу 3 'до 5' (водећа нит) док је друга оријентисана 5 'до 3' (заостајање Странд). Двије стране се, дакле, реплицирају с два различита процеса како би се прилагодила разлика у смјеру.
Водећа нит је најједноставнија за копирање. Једном када се одвоје ДНК ланци, кратак комад РНА звани а прајмер везује се за 3 'крај нити. Прајмер се увек везује као почетна тачка за репликацију. Прајмери се стварају ензимом ДНК прима.
Ензими познати као ДНК полимеразе одговорни су за стварање новог прамена процесом који се зове продужење. Постоји пет различитих познатих врста ДНК полимераза бактерије и људске ћелије. У бактеријама као што су Е. цоли, полимераза ИИИ је главни ензим за репликацију, док су полимераза И, ИИ, ИВ и В одговорна за проверу и поправку грешака. ДНА полимераза ИИИ се веже за лан на месту прајмера и започиње додавањем нових парова база комплементарних ланцима током репликације. У еукариотским ћелијама полимеразе алфа, делта и епсилон су примарне полимеразе укључене у репликацију ДНК. Пошто репликација иде у правцу 5 'до 3' на водећем ланцу, новоформирани прамен је континуиран.
Тхе заостајање Странд започиње репликацију везањем са више прајмера. Сваки прајмер је само неколико основа. ДНА полимераза затим додаје делове ДНК, који се називају Оказаки фрагменти, у прамен између прајмера. Овај процес репликације је непрекидан јер су новостворени фрагменти раздвојени.
Једном када се формирају и континуирани и дисконтинуирани ланци, ензим назван еконуцлеасе уклања све РНА прајмере са оригиналних нити. Ови прајмери су замењени одговарајућим базама. Још једна егзонуклаза “лектира” новоформирану ДНК ради провјере, уклањања и замјене било каквих грешака. Други ензим зван ДНК лигаза придружује се Оказаки фрагменти заједно формирајући један јединствени низ. Крајеви линеарне ДНК представљају проблем јер ДНК полимераза може додати нуклеотиде само у правцу 5 'до 3'. Крајеви матичних ланаца састоје се од понављаних низова ДНК који се називају теломери. Теломери делују као заштитни чепови на крају хромозома да спрече спајање оближњих хромозома. Посебна врста ензима ДНК полимеразе теломераза катализује синтезу теломерних секвенци на крајевима ДНК. Након завршетка, матични ланац и његов комплементарни ланац ДНА намотавају се познато дупла спирала облик. На крају, репликацијом настају две ДНК молекули, од којих сваки има један прамен из матичног молекула и један нови.
Репликација ДНК је производња идентичних ДНА хеликопи из једног дволанчаног молекула ДНК. Сваки молекул се састоји од нити из оригиналног молекула и новоформираног ланца. Пре репликације, ДНК се одваја и жице раздвајају. Формира се вилица за репликацију која служи као предложак за репликацију. Прајмери који се везују за ДНК и ДНК полимеразима додају нове нуклеотидне секвенце у смеру 5 ′ до 3 ′.
Ово додавање је континуирано у водећем нити и фрагментирано у заосталом ланцу. Једном када је продужење ланаца ДНК завршено, ланци се провере на грешке, поправљају се и теломере секвенце се додају на крајеве ДНК.