Pyörivä ympyräreplikaatio on yksisuuntainen nukleiinihapporeplikaatioprosessi , jonka aikana syntetisoituu nopeasti useita kopioita pyöreästä DNA- tai RNA - molekyylistä , esimerkiksi plasmideja , bakteriofagigenomeja ja viroidista sirkulaarista RNA:ta . Jotkut eukaryoottivirukset myös replikoivat genomiaan tällä tavalla .
Pyörivän rengas-DNA:n replikaation käynnistää erityinen proteiini - entsyymi , jota koodaa plasmidin tai bakteriofagin DNA, joka katkaisee yhden kaksijuosteisen pyöreän molekyylin ketjuista DSO:n ( kaksisäikeisen alkuperän ) kohdalla . Initiaattoriproteiini sitoutuu katkenneen juosteen 5'- fosfaattipäähän , ja vapaa 3'- OH-ryhmä toimii alukkeena DNA- polymeraasi III : n DNA- synteesille . Käytettäessä katkeamatonta juostetta templaattina, koko pyöreä DNA-molekyyli replikoituu ja korvaa katkenneen juosteen, joka edustaa yksijuosteista DNA:ta. Katkenneen ketjun korvaaminen suoritetaan vastaanottajan koodaamalla PcrA - helikaasilla plasmidin koodaaman replikaation aloitustekijän läsnä ollessa.
Jatkuva DNA-synteesi tuottaa monia alkuperäisen DNA:n yksijuosteisia lineaarisia kopioita pitkinä DNA-sekvensseinä, joita kutsutaan konkatemeereiksi . Lineaariset kopiot voidaan muuntaa kaksijuosteiseksi pyöreäksi molekyyliksi seuraavan prosessin avulla.
Ensinnäkin initiaattoriproteiini tuottaa toisen katkaisun, mikä lopettaa toisen (johtavan) juosteen synteesin. RNA-polymeraasi ja DNA-polymeraasi III replikoivat sitten yksijuosteisen SSO-DNA:n ( yksijuosteinen alkuperä ) muodostaen uuden kaksijuosteisen renkaan . Sen jälkeen DNA-polymeraasi I korvaa alukkeen DNA:lla ja DNA-ligaasi liittää päät muodostaen siten lopullisen kaksijuosteisen DNA:n.
Pyörivä rengasreplikaatio on löytänyt laajaa käyttöä sekä akateemisessa tutkimuksessa että biotekniikassa , ja mekanismia on käytetty menestyksekkäästi DNA:n monistamiseen erittäin pienistä DNA-määristä lähtönäytteestä.
Jotkut virukset replikoivat DNA:taan isäntäsolussa pyörivän rengasreplikaation kautta. Esimerkiksi ihmisen herpesvirus tyyppi 6 (HHV-6) ilmentää sarjaa "varhaisia geenejä", joiden uskotaan osallistuvan tähän prosessiin [1] . Tämän replikaation aikana muodostuneet pitkät konkatemeerit erotetaan ribotsyymeillä HHV-6:n pac-1- ja pac-2-alueiden välillä yksittäisten virionien muodostumisen aikana [2] .