- ADN có một đặc tính quan trọng đó là tự nhân đơi ( tự sao, tự tái bản ) giúp cho ADN tự ổn định qua các thế hệ, nhờ đó thơng tin di truyền trong ADN cũng ổn định qua các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể.
- Q trình nhân đơi của ADN diễn ra ở trong nhân tế bào, tại các nhiễm sắc thể, ở kỳ trung gian, lúc nhiễm sắc thể chưa xoắn.
- Quá trình tự nhân đôi của ADN diễn ra dưới sự xúc tác của nhiều loại enzym khác nhau. Mỗi mạch đơn của ADN trực tiếp làm khuôn mẫu tổng hợp ra một mạch đơn mới. Mỗi nucleotit trên mạch khuôn mẫu sẽ liên kết với một nucleotit do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung A-T, G-X. mạch đơn mới được tổng hợp theo chiều từ 5’P đến 3’OH , như vậy mạch cũ sẽ tiến hành tổng
hợp mạch mới theo chiều từ 3’OH đến 5’P. Trong 2 mạch đơn của AND , chỉ mạch có chiều 3’OH là tiến hành tổng hợp mạch mới một cách liên tục theo sự tháo xoắn của phân thử ADN , nó sẽ tiến hành tổng hợp mạch mới xong trước nên được gọi là mạch khn trước, mạch được nó tổng hợp ra được gọi là mạch trước, mạch có chiều 5’P tiến hành tổng hợp mạch mới từng đoạn một. Mỗi đoạn này thường dài từ 1000-2000 nucleotit và được gọi là đoạn Okazaki, Mỗi đoạn này được bắt đầu tổng hợp nhờ một ARN mồi (gồm khoảng 10 bazơnitơ ). Sau khi các đoạn được tổng hợp xong , chúng được nối với nhau nhờ các enzym nối ADN ligase để tạo thành mạch hồn chỉnh. Như vậy mạch khn có chiều 5’P đến 3’OH sẽ tổng hợp mạch mới xong sau nên được gọi là mạch khn sau, mạch được nó tổng hợp ra được gọi là mạch sau.
- Quá trình nhân đơi của ADN diễn ra như sau: đầu tiên phân tử ADN được mở xoắn nhờ tác dụng của enzym topoisomerase , enzym này gắn vào phân tử ADN mạch kép, cắt đứt một trong hai mạch đơn của ADN được giãn xoắn (tháo xoắn). Tiếp đó enzym helicase xúc tác cắt các liên kết hydro giữa các bazơnitric tạo ra chạc ba sao chép hình chữ Y.
Sau khi mạch đơn của ADN tách ra , các protein SSB (Single Binding protein) bám vào các sợi đơn của ADN làm cho chúng không liên kết lại được. Hai mạch đơn được tách ra đến đâu, các protein SSB bám vào đến đó. Mỗi chạc ba sao chép có khoảng 250 phân tử protein SSB hoạt động. Các mạch khuôn được tổng hợp đến đâu, các phân tử protein SSB được giải phóng đến đó.
- Enzym ADN – polymerase III xúc tác q trình tái bản ADN. Trên mạch khn trước, sự tổng hợp mạch mới được diễn ra liên tục theo sự tháo xoắn của ADN, từ phía ngồi hướng vào chạc ba sao chép, chỉ có một ARN tham gia ngay lúc bắt đầu tổng hợp. Trên mạch khuôn sau sự tổng hợp diễn ra từng đoạn một, ngược hướng với sự tháo xoắn của ADN , từ chạc ba sao chép hướng ra ngoài. Mỗi đoạn được bắt đầu nhờ một ARN mồi. Các ARN mồi gắn vào từng đoạn ngắn cảu sợi khn để tạo các nhóm 3’OH tự do, giúp cho sự tái bản ADN được thực hiện. Sau khi đoạn Okazaki được tổng hợp xong, enzym Rnase phân hủy các ARN mồi tạo nên các lỗ hổng, enzym ADN polymerase I sẽ xúc tác tổng hợp các nucleotit lấp đầy các lỗ hổng, enzym ligase nối các đoạn Okazaki lại tọa nên mạch đơn mới hoàn chỉnh.
- Sau khi tổng hợp xong, nỗi mạch đơn mới liên kết với một mạch đơn cũ và xoắn lại.Trong quá trình nhân đơi của ADN có sự sai sót trong việc gắn các nucleotit không theo nguyên tắc bổ sung. Các nucleotit gắn sai sẽ được enzym ADA polymeraza I và được thay thế bằng các nucleotit phù hợp.
- Như vậy sự tự nhân đôi của ADN được diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và theo kiểu tự sao nửa gián đoạn.
Sự tự nhân đôi của ADN ở Eukaryote và Prokaryote được diễn ra theo cơ chế trên.