Репликация ДНК происходит на репликационной вилке, которая образуется когда ДНК раскручивается helicase на нити, которые копируются двумя полимеразами в ведущую и ведомую нить. Ведущая нить синтезируется непрерывным способом, тогда как синтез ведомой нити нуждается в primase, которая образует РНК праймеры, которые удлиняются за счет ДНК полимеразы, чтобы сформировать фрагменты Okazaki -короткие фрагменты ДНК, которые подвергаются процессингу, чтобы создать непрерывную нить ДНК. Несмотря на эту сложность ведомая нить синтезируется с той же скоростью как и лидирующая нить, но как это достигается? Pandey et al. установили, что полимераза лидирующей нити (которая работает тесно с helicase) не делает остановок в синтезе дНК, как это предполагалось ранее, а полимераза ведомой или отстающей нити синтезирует ДНК быстрее, чем полимераза лидирующей нити.

Авт. исследовали кинетику синтеза РНК праймера, раскручивания ДНК и синтеза ДНК с помощью T7 replication complex (T7 replisome) бактериофага, который состоит из T7 gp4 (белок, содержащий helicase и primase домен) и T7 ДНК полимеразы, использующей синтетические субстраты репликационной вилки. В одиночной молекуле fluorescence resonance energy transfer (FRET) - перенос энергии между двумя fluorophores, которые в данном случае находятся в тесной близи прежде, чем разделятся нити ДНК - показал снижение FRET по мере того как fluorophores отдаляются на разворачиваемой ДНК и во время синтеза ДНК с той же самой скоростью как в присутствии, так и в отсутствии priming последовательности, что делает возможным синтез праймеров. Это указывает на то, что T7 реплисома не делает пауз во время синтеза праймера ведомой нити. Остановки не нужны, поскольку матрица синтезируемой ведомой нити образует петли между helicase и primase доменами белка T7 gp4, так что она удерживает РНК праймеры вблизи T7 реплисомы.

Т.к. лидирующая нить T7 реплисомы не делает остановок во время синтеза праймеров, то это не может объяснить, почему лидирующая и запаздывающая нити синтезируются с одной и той же скоростью. Однако авт. установили, что T7 ДНК полимераза синтезирует ДНК с матрицы, воспроизводящей расплетенную запаздывающую нить, на 30% быстрее, чем T7 реплисома, указывая тем самым, что полимераза ведущей нити замедляется благодаря своей ассоциации с T7 gp4. Это дает время запаздывающей нити присоединиться к новому праймеру и инициировать синтез др. фрагмента Оказаки, всё ещё поспевая за синтезом с лидирующей нити ДНК.

Это исследование указывает на то, что синтез праймеров не ведет к паузам в синтезе ДНК и что праймеры образуются одновременно с синтезом ДНК, удерживаясь вблизи репликационного комплекса с помощью образования priming петли запаздывающей нити и за счет удлинения с помощью полимеразы запаздывающей нити быстрее, чем реплисома T7 может копировать лидирующую нить.