# 3 DNA replicatie

Wat is DNA replicatie?

Voorafgaand aan de celdeling wordt het DNA verdubbeld. We noemen dit DNA-replicatie. Eerst worden de twee DNA-ketens een stukje van elkaar gescheiden. Vervolgens worden beide DNA-ketens 'afgelezen' en wordt langs elk van beide een nieuwe keten gevormd. De oude DNA-keten vormt een sjabloon voor de nieuwe keten: tegenover elke A in de oude keten komt een T in de nieuwe keten, en hetzelfde geldt voor C en G.

Een nucleotide bestaat uit een suikermolecuul, een fosfaatgroep en een base. Bekijk het suikermolecuul van DNA - desoxyribose -eens in detail (zie figuur 6): het bevat 5 C-atomen; vier daarvan vormen samen met een O-atoom een vijfhoek, het vijfde C-atoom steekt er als een los armpje uit. In het DNA-molecuul is de C1-punt van de suikervijfhoek naar het midden gericht: hieraan zit de base vast (A, T, C of G).

Twee nucleotiden zijn in het DNA met elkaar verbonden via een fosfaatgroep tussen de C3 van het ene suikermolecuul en de C5 van de volgende. Zie ook BINAS.

Bij de replicatie kan alleen aan de 3'-kant van een nucleotide een nieuwe nucleotide bevestigd worden. Daarom vindt replicatie plaats in één richting. De bestaande DNA-keten wordt afgelezen van 3' naar 5' (zie figuur 7).

Het enzym helicase draait de nucleotideketens van de DNA-spiraal uit elkaar door het verbreken van de waterstofbruggen ertussen: het dubbelstrengs DNA 'ritst open'. Een door het enzym DNAprimase gemaakte RNA-primer hecht zich aan de uit elkaar gedraaide nucleotideketens. Vanaf deze plek begint de DNA-replicatie. Wanneer het primermolecuul zich geplaatst heeft, hecht het enzym DNA-polymerase telkens een volgend nucleotide - complementair aan de 'oude' keten - aan de primer, tot de hele streng is afgelezen. Tijdens de verdubbeling van het DNA-molecuul wordt de DNA-streng in de 3'- naar 5'-richting afgelezen (en de nieuwe streng in de 5'- naar 3'-richting opgebouwd).

De Japanse onderzoeker Reiji Okazaki ontdekte dat de antiparallelle streng in kleine fragmenten wordt gerepliceerd. Eerst hecht een RNA-primer aan de streng. Deze wordt vervolgens in de 5'- naar 3'-richting verlengd met nucleotiden door DNA-polymerase. Zo'n RNA-primer met een kortstukje DNA (ongeveer honderd nucleotiden) wordt een Okazaki-fragment genoemd. DNA-polymerase vervangt uiteindelijk ook het RNA in het fragment door DNA. Vervolgens worden de korte DNA-fragmenten door het enzym ligase aan elkaar geplakt.