Rullande cirkelreplikation är en process av enkelriktad nukleinsyrareplikation , under vilken flera kopior av cirkulära DNA- eller RNA- molekyler snabbt syntetiseras , till exempel plasmider , bakteriofaggenom och viroid cirkulär RNA . Vissa eukaryota virus replikerar också sitt genom på detta sätt.
Rullande ring-DNA-replikation initieras av ett speciellt protein - ett enzym som kodas av DNA från en plasmid eller bakteriofag, som bryter en av kedjorna i en dubbelsträngad cirkulär molekyl vid DSO -stället (dubbelsträngat ursprung ) . Initiatorproteinet binder till 5'-fosfatänden av den brutna strängen, och den fria 3'- OH-gruppen fungerar som en primer för DNA- syntes genom DNA- polymeras III . Genom att använda den obrutna strängen som mall genomgår hela den cirkulära DNA-molekylen replikering och ersätter den brutna strängen som representerar enkelsträngat DNA. Ersättning av den brutna kedjan utförs av det mottagarkodade PcrA - helikaset i närvaro av en plasmidkodad replikationsinitieringsfaktor.
Fortsatt DNA-syntes resulterar i många enkelsträngade linjära kopior av det ursprungliga DNA:t som långa DNA-sekvenser som kallas konkatemerer . Linjära kopior kan omvandlas till en dubbelsträngad cirkulär molekyl genom följande process.
Först producerar initiatorproteinet ytterligare ett brott, varigenom syntesen av en annan (ledande) sträng avslutas. RNA-polymeras och DNA-polymeras III replikerar sedan det enkelsträngade SSO-DNA ( enkelsträngat ursprung ), vilket bildar en ny dubbelsträngad ring . Därefter ersätter DNA-polymeras I primern med DNA, och DNA-ligas förenar ändarna och bildar därigenom det slutliga dubbelsträngade DNA:t.
Rullande ringreplikation har funnit utbredd användning inom både akademisk forskning och bioteknik , och mekanismen har framgångsrikt använts för att amplifiera DNA från mycket små mängder DNA från ett startprov.
Vissa virus replikerar sitt DNA i värdcellen via rullande ringreplikation. Till exempel uttrycker humant herpesvirus typ 6 (HHV-6) en serie "tidiga gener" som tros vara involverade i denna process [1] . De långa konkatemererna som bildas under denna replikation separeras av ribozymer mellan pac-1- och pac-2-regionerna av HHV-6 under bildandet av individuella virioner [2] .