1. Förreplikeringskomplex (Pre-RC) bildning:
- Innan DNA-replikation kan påbörjas bildas pre-replikationskomplex (Pre-RC) på specifika platser som kallas replikationsursprung.
- Pre-RC består av flera proteiner, inklusive ursprungsigenkänningskomplexet (ORC), celldelningscykel 6 (Cdc6) och minikromosomupprätthållande (MCM) helikaskomplex.
2. Aktivering av Cdc25 och CDK:er:
– Starten av DNA-replikation regleras av cellcykelkontrollpunkterna, som säkerställer att förutsättningarna är gynnsamma för replikation.
- Kontrollpunkter aktiverar proteinfosfataser som Cdc25, som tar bort hämmande fosfatgrupper från cyklinberoende kinaser (CDK).
- CDK2 bildar ett komplex med cyklin E, och CDK1 bildar ett komplex med cyklin A. Dessa CDK-komplex är avgörande för att främja övergången till S-fasen och initiera DNA-replikation.
3. Cyklinberoende kinasaktivitet:
- När de väl har aktiverats, fosforylerar cyklinberoende kinaser olika komponenter i pre-RC, vilket leder till rekrytering av ytterligare proteiner och omformning av pre-RC till en funktionell replikationsgaffel.
- Fosforyleringshändelser av CDK utlöser laddningen av MCM-helikas på DNA:t och avvecklingen av dubbelhelixen, vilket gör att replikeringen kan påbörjas.
4. DNA-helikas- och topoisomerasaktivitet:
- MCM-helikaskomplexet lindar upp DNA-duplexet vid replikationsursprunget, vilket skapar en "replikationsbubbla" där replikationsgafflarna kan sträcka sig dubbelriktat.
- Topoisomeraser hjälper till att lindra torsionsstressen som orsakas av avlindning av DNA genom att bryta och återförena DNA-strängar, vilket möjliggör mjuk DNA-avlindning och replikationsgaffelprogression.
5. Replikationsfaktorer och DNA-polymeraser:
- Replikationsfaktorer, såsom enkelsträngade DNA-bindande proteiner (SSB) och replikationsprotein A (RPA), hjälper till att stabilisera det avlindade DNA:t och förhindrar för tidig återannealing.
- DNA-polymeraser, inklusive DNA-polymeras α, δ och ε, är ansvariga för att syntetisera nya DNA-strängar. De lägger till nukleotider till de växande DNA-kedjorna, med hjälp av parentala DNA-strängar som mallar.
6. Koordinering av replikeringsgafflar:
- Flera replikationsgafflar etableras längs varje kromosom under DNA-replikation.
- Avfyrningen av ursprung och fortskridandet av replikationsgafflar samordnas för att säkerställa att hela genomet replikeras effektivt. Denna samordning involverar regulatoriska faktorer och mekanismer för att förhindra kollisioner mellan replikationsgafflar.
Sammantaget är initieringen av DNA-replikation i mänskliga celler en komplex och fint orkestrerad process som bygger på samspelet mellan många proteiner och regulatoriska vägar. Korrekt koordinering av dessa händelser säkerställer att DNA-replikeringen är korrekt, effektiv och synkroniserad med andra avgörande cellulära processer.
