La terminazione della replicazione

Il completamento della replicazione del DNA richiede una specifica serie di eventi. Questi sono diversi a seconda se i cromosomi sono circolari o lineari. Infatti, dopo la replicazione di un cromosoma circolare, le risultanti molecole figlie rimangono legate assieme come due anelli di una catena. Per segregare quindi questi due cromosomi nelle cellule figlie, troviamo l'attività della topoisomerasi II. Questi enzimi hanno la capacità di tagliare una doppia elica e far passare un secondo doppio filamento attraverso l'interruzione fatta precedentemente. Questa reazione permetta la decatenazione dei due cromosomi neosintetizzati. Per quanto riguarda invece i cromosomi lineari,  una volta avvenuta la replicazione si riscontrano problemi nella replicazione delle parti terminali dei cromosomi lineari nella catena lagging. Infatti, in questa catena discontinua non appena il complesso raggiunge la parte terminale del cromosoma, la primasi non ha più spazio sufficiente per sintetizzare un nuovo innesco. Ciò determina una replicazione incompleta ed una regione, al terminale 3', a singolo filamento. Quando questo tratto di DNA viene ad essere replicato nel ciclo successivo, uno dei due filamenti sarà accorciato e quindi verrà a mancare tutta quella parte di DNA che non era stata replicata nel ciclo precedente. Comunque, le cellule risolvono il problema della replicazione dei terminali in una varietà di modi. Una prima soluzione è quella di usare come primer, una proteina al posto di un RNA almeno per l'ultimo frammento di Okazaki su ciascun estremità del cromosoma. In questo caso la proteina fornisce un OH che possa rimpiazzare il 3'-OH normalmente fornito dall'RNA primer. La maggior parte delle cellule eucariotiche, però, si avvale di una soluzione completamente diversa. Come abbiamo visto in precedenza, le estremità dei cromosomi eucariotici vengono denominate telomeri e sono generalmente formate da sequenze ripetute ricche di TG (5'-TTAGGG-3'). Sebbene molte di queste ripetizioni siano a doppio filamento, il 3' di ciascun cromosoma si estende oltre il 5' formano un tratto di DNA a singolo filamento che può essere utilizzato come origine di replicazione per risolvere il problema. Questa regione recluta un particolare enzima chiamato telomerasi, formato da una parte proteica e una parte di RNA. Come tutte le altre polimerasi, la telomerasi agisce allungando il terminale 3' del suo substrato. Ma a differenza della maggior parte delle DNA polimerasi, la telomerasi non necessita di uno stampo esogeno che indirizzi la polimerizzazione dei nuovi nucleotidi, in quanto la componente ad RNA funziona come stampo endogeno.