La forcella di replicazione

Il primo passo nel lungo processo di duplicazione del DNA è quello di aprire la doppia elica rompendo i legami che si formano dall'appaiamento delle basi complementari. È importante comprendere che l'apertura della doppia elica non è totale e, in altre parole, è confinata esclusivamente in piccole zone della lunga molecola di DNA che prendono il nome di forcelle di replicazione. L'enzima che apre la forcella prende il nome di elicasi e opera rompendo i legami deboli intermolecolari che si formano tra basi appaiate (A-G o C-T). Le elicasi sono proteine che possiedono un'attività ATPasica mediante la quale ottengono energia dall'idrolisi di ATP per potersi “muovere” lungo la catena.

Schema di duplicazione dei procarioti. Il filamento sintetizzato mediante i frammenti di Okazaki è il filamento lento.

A questo punto sorge una domanda: visto che l'elicasi rompe legami che sono deboli, quindi riformabili, come è possibile impedire il riappaiamento lungo la stessa catena? L'evento di ricongiunzione è reso difficile da particolari proteine che riconoscono il singolo filamento e, legandosi ad esso, impediscono una eventuale ricongiunzione con il filamento antiparallelo nel fenomeno che è comunemente definito con il termine di annealing. Queste proteine sono le SSB che è un termine acronimo di single-strand binding protein ovvero di proteine che si legano ai singoli filamenti.

Le SSB si legano al DNA in modo cooperativo: ogni proteina già legata favorisce l'attacco di una seconda proteina libera. L'estrema versatilità delle SSB sembra essere prerogativa esclusiva dei procarioti in quanto negli eucarioti, e di conseguenza anche nell'uomo non sembrano esserci proteine che svolgono ruolo simili.