Replikace rotujícího kruhu je proces jednosměrné replikace nukleové kyseliny , během kterého se rychle syntetizuje více kopií kruhových molekul DNA nebo RNA , například plazmidy , bakteriofágové genomy a viroidní kruhová RNA . Některé eukaryotické viry také replikují svůj genom tímto způsobem.
Replikace DNA s rotujícím kruhem je iniciována speciálním proteinem – enzymem kódovaným DNA plazmidu nebo bakteriofága, který přeruší jeden z řetězců dvouvláknové kruhové molekuly v místě DSO ( double-strand origin ) . Iniciátorový protein se váže na 5'- fosfátový konec přerušeného vlákna a volná 3'- OH skupina slouží jako primer pro syntézu DNA pomocí DNA polymerázy III . S použitím nepřerušeného vlákna jako templátu se celá kruhová molekula DNA replikuje a nahradí přerušené vlákno představující jednovláknovou DNA. Náhrada přerušeného řetězce se provádí helikázou PcrA kódovanou příjemcem v přítomnosti plasmidem kódovaného replikačního iniciačního faktoru.
Pokračující syntéza DNA vede k mnoha jednořetězcovým lineárním kopiím původní DNA jako dlouhé sekvence DNA zvané konkatemery . Lineární kopie mohou být převedeny na dvouvláknovou kruhovou molekulu pomocí následujícího procesu.
Za prvé, iniciační protein vytvoří další zlom, čímž ukončí syntézu dalšího (vedoucího) vlákna. RNA polymeráza a DNA polymeráza III pak replikují jednovláknovou SSO-DNA ( jednovláknový původ ) a vytvářejí nový dvouvláknový kruh . Poté DNA polymeráza I nahradí primer DNA a DNA ligáza spojí konce, čímž vytvoří konečnou dvouvláknovou DNA.
Replikace rotujícího kruhu našla široké použití jak v akademickém výzkumu, tak v biotechnologii a mechanismus byl úspěšně použit k amplifikaci DNA z velmi malých množství DNA z výchozího vzorku.
Některé viry replikují svou DNA v hostitelské buňce prostřednictvím replikace rotujícího kruhu. Například lidský herpesvirus typu 6 (HHV-6) exprimuje řadu „raných genů“, o kterých se předpokládá, že jsou zapojeny do tohoto procesu [1] . Dlouhé konkatemery vzniklé během této replikace jsou během tvorby jednotlivých virionů odděleny ribozymy mezi oblastmi pac-1 a pac-2 HHV-6 [2] .