A descoberta da natureza helicoidal dupla do DNA por Watson & Crick explicou como a informação genética poderia ser duplicada e passada para as gerações seguintes. Os filamentos da dupla hélice podem se separar e servir de moldes para a síntese de filhas filhas. Na replicao conservativa, as duas cadeias filhas iriam para uma cula filha e as duas cadeias parentais iriam para a outra cula filha. Na replicação semiconservativa, um dos pais e um filamento da filha iriam para cada uma das células filhas. Através da experimentação, determinou-se que o DNA se replica através de um mecanismo semiconservativo. Existem três mecanismos possíveis que podem explicar a replicação semiconservativa do DNA.
A síntese de DNA começa em um local específico em um cromossomo chamado origem. No primeiro mecanismo, uma cadeia filha é iniciada em uma origem em uma cadeia parental e a segunda é iniciada em outra origem na cadeia parental oposta. Assim, apenas um fio cresce a partir de cada origem. Alguns vírus usam esse tipo de mecanismo.
No segundo mecanismo, a replicação de ambos os filamentos é iniciada em uma origem. O site no qual as duas cadeias são replicadas é chamado de bifurcação de replicação. Como o garfo se move em uma direção a partir da origem, esse tipo de replicação é chamado de unidirecional. Alguns tipos de bactérias usam esse tipo de mecanismo.
No terceiro mecanismo, dois garfos de replicação são iniciados na origem e, à medida que a síntese procede, os dois garfos migram para longe um do outro. Esse tipo de replicação é chamado bidirecional. A maioria dos organismos, incluindo mamíferos, usa replicação bidirecional. Portanto, a enzima responsável por essa síntese é a DNA-polimerase.
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