Replicarea cercului rulant este un proces de replicare unidirecțională a acidului nucleic , în timpul căruia se sintetizează rapid mai multe copii ale moleculelor circulare de ADN sau ARN , de exemplu, plasmide , genomi bacteriofagi și ARN circular viroid . Unii virusuri eucariote își reproduc și genomul în acest mod.
Replicarea ADN-ului cu inel rulant este inițiată de o proteină specială - o enzimă codificată de ADN-ul unei plasmide sau al unui bacteriofag, care rupe unul dintre lanțurile unei molecule circulare dublu catenare la locul DSO ( origine dublu catenară ) . Proteina inițiatoare se leagă de capătul 5’- fosfat al catenei rupte, iar gruparea 3’-OH liberă servește ca primer pentru sinteza ADN -ului prin ADN polimeraza III . Folosind catena neruptă ca șablon, întreaga moleculă circulară de ADN suferă replicare, înlocuind catena ruptă reprezentând ADN monocatenar. Înlocuirea lanțului rupt este efectuată de helicaza PcrA codificată de receptor în prezența unui factor de inițiere a replicării codificată de plasmidă.
Continuarea sintezei ADN-ului are ca rezultat multe copii liniare monocatenar ale ADN-ului original sub formă de secvențe lungi de ADN numite concatemeri . Copiile liniare pot fi convertite într-o moleculă circulară dublu catenară prin următorul proces.
În primul rând, proteina inițiatoare produce o altă rupere, terminând astfel sinteza altei catene (principale). ARN polimeraza și ADN polimeraza III replic apoi SSO-ADN monocatenar (origine monocatenară ), formând un nou inel dublu catenar . După aceea, ADN polimeraza I înlocuiește primerul cu ADN, iar ADN ligaza se unește la capete, formând astfel ADN-ul dublu catenar final.
Replicarea inelului de rulare a găsit o utilizare pe scară largă atât în cercetarea academică, cât și în biotehnologie , iar mecanismul a fost folosit cu succes pentru a amplifica ADN-ul din cantități foarte mici de ADN dintr-o probă inițială.
Unii virusuri își replic ADN-ul în celula gazdă prin replicarea inelului rulant. De exemplu, herpesvirusul uman de tip 6 (HHV-6) exprimă o serie de „gene timpurii” despre care se crede că sunt implicate în acest proces [1] . Concatemerii lungi formați în timpul acestei replicări sunt separați de ribozime între regiunile pac-1 și pac-2 ale HHV-6 în timpul formării virionilor individuali [2] .