遺伝子の複製

　ＤＮＡは片方の鎖を鋳型として複製を合成できるため，同じ塩基配列を持った子孫ＤＮＡが次々と生まれてゆく．これがメンデルが洞察した遺伝子現象の本質である. DNA複製にはＤＮＡポリメラーゼ(polymerase)と呼ばれる酵素の助けが必要である．ＤＮＡポリメラーゼはデオキシヌクレオシド三リン酸の存在下で鋳型ＤＮＡのコピーを細菌では毎秒1000塩基，ヒトで毎秒20～100塩基という驚くべきスピードで合成できる能力を有している．このように優れた能力を持つＤＮＡポリメラーゼもＤＮＡ合成反応はｙ→ｙ方向にしか進められない．そのためＤＮＡ複製の一方の鎖(リーディング鎖)は一気に合成を進めるが，他方の鎖(ラギング鎖)の合成は約1000～2000ヌクレオチドずつとびとびにしか進めない．

　ＤＮＡ複製はＤＮＡ複製起点と呼ばれる特別な塩基配列を持つＤＮＡ頸域から開始される.このときヘリガーゼはＤＮＡ鎖を解きほぐすはたらきをする．複製が進んでゆくにつれて複製フォークと呼ばれる分岐点を境にしか複製のパズル(単鎖ＤＮＡ構造を持つ領域)力l左右に広がってゆく．リーディング鎖ＤＮＡは一本鎖ＤＮＡ結合タンパク質(SSB)の手助けによりＤＮＡポリメラーゼⅢによって一気に複製される．ラギンブ鎖の複製においては，まずプライマーゼによって短いＲＮＡ断片が合成され, DNAポリメラーゼⅢによるＤＮＡ合成反応のガイド役(プライマー)として使われる．このＲＮＡプライマーは，ラギンダ鎖合成の仕組みを解明した岡崎令治博士の業績をたたえて岡崎フラグメントと呼ばれている．複製フォークでは数多くの酵素の複合体であるプライモソーム(primosome)が複製を促進してゆき, DNA鎖に蓄積されたねじれはシャイレースによってほどかれてゆく．続いてＤＮＡポリメラーゼＩはプライマーＲＮＡを除去しながらギャップをＤＮＡ鎖で置き換えてゆく．こうして合成された短いＤＮＡ鎖はＤＮＡリガーゼによって次々と接続されるため，巨視的には3'→ｙの方向に合成が進んでいるようにみえる．