1. Vị trí và thời gian diễn ra
Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở trong nhân tế bào trong pha S, ở kì trung gian của chu kì tế bào.
2. Thành phần tham gia
- ADN khuôn
- Các loại nucleotit tự do
- Enzim tham gia: enzim tháo xoắn, ARN – Polimeraza, enzim ADN polimeraza, ligaza.
3. Nguyên tắc nhân đôi
- Nguyên tắc bổ sung: một nucleotit trên mạch khuôn của gen liên kết bổ sung với một nucleotit trong môi trường nội bào bằng liên kết hidro (A-T bằng 2 liên kết; G-X bằng 3 liên kết).
- Nguyên tắc bán bảo tồn: phân tử ADN con có một mạch mới từ nguyên liệu môi trường nội bào và một mạch cũ là của ADN mẹ).
4. Diễn biến
Quá trình nhân đôi ADN trải qua 3 giai đoạn:
- Tháo xoắn phân tử ADN
Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc tái bản (hình chữ Y) và để lộ ra 2 mạch khuôn.
- Tổng hợp mạch ADN mới
ADN - pôlimerara xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5’ → 3’ (ngược chiều với mạch làm khuôn). Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – X).
Do ADN chỉ gắn được nucleotit vào mạch mới khi có đầu 3’OH nên:
+ Trên mạch mã gốc (3’ → 5’) mạch mới được tổng liên tục.
+ Trên mạch bổ sung (5’ → 3’) mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn (đoạn Okazaki), sau đó các đoạn Okazaki được nối với nhau nhờ enzim nối.
- Hai phân tử ADN mới được tạo thành
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó → tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn).
Kết quả: từ 1 ADN mẹ ban đầu qua quá trình nhân đôi tạo 2 ADN con giống nhau và giống hệt mẹ.