La sintesi del DNA a livello della forca replicativa

A livello della forca replicativa i filamenti leading e lagging sono sintetizzati simultaneamente. Questo porta all'importante vantaggio di limitare la quantità di DNA a singolo filamento presente nelle cellule durante la replicazione. Quindi, per coordinare la replicazione di entrambi i filamenti, molte DNA polimerasi lavorano in corrispondenza della forca replicativa. Per esempio, in E. coli, l'azione coordinate di queste polimerasi è facilitata dal legame fisico che le tiene unite in un grande complesso multiproteico chiamato DNA pol III oloenzima. Oloenzima è un nome generico per indicare un complesso multiproteico in cui una proteina che possiede attività catalitica (core) è associata a componenti addizionali che aumentano e regolano la sua funzione. La DNA pol III oloenzima include due copie dell'enzima DNA pol III core ed una copia di un complesso formato da cinque proteine γ, che si lega ad entrambi le copie della DNA pol III core. Esiste il cosiddetto modello a trombone che ci spiega come tutti gli enzimi e le proteine agiscono a livello della forca replicativa. La DNA elicasi si muove, alla forca replicativa di E. coli, sullo stampo del filamento lagging, in direzione 5'→3'. La DNA pol III oloenzima interagisce con la DNA elicasi grazie al fattore τ, che interagisce con entrambi le polimerasi. Una DNA pol III core sintetizza il filamento leading mentre l'altra sintetizza la catena lagging. Le SSB coprono le regioni di DNA a singolo filamento. Periodicamente, la DNA primasi si associa con la elicasi e sintetizza un nuovo innesco sulla catena discontinua. Quando la DNA polimerasi sul filamento lagging completa un frammento di Okazaki viene rilasciata dalla proteina sliding clamp e dal DNA. Quindi, il filamento lagging su cui si è appena formato un innesco diventa un punto di attrazione per il posizionatore della sliding clamp sul complesso innesco:stampo. Quest'ultimo con associata la proteina sliding clamp lega la DNA polimerasi che inizia la polimerizzazione di un nuovo frammento di Okazaki. Comunque, tutto il complesso delle proteine che lavorano nella forca replicativa viene chiamato replisoma.