РЕПЛИКАЦИЯ (позднелат. replicatio - повторение, от лат. replico - обращаюсь назад, повторяю), редупликация, ауторепродукция, а утосинтез, протекающий во всех живых клетках процесс самовоспроизведения (самокопирования) нуклеиновых кислот, генов, хромосом. В основе механизма Р. лежит ферментативный синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновых кислот (РНК), осуществляемый по матричному принципу. Предложенная в 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком модель строения ДНК - т. н. двойная спираль - с одной стороны, объяснила, каким образом записана генетическая информация в молекуле ДНК (см. Генетический код), с другой - позволила понять и экспериментально изучать химич. механизмы удвоения гене-тич, материала. Строгая специфичность спаривания азотистых оснований в молекуле ДНК обусловливает комплементарность последовательностей оснований в двух цепях и обеспечивает высокую точность Р. Пара гуанин - цитозин стабилизируется тремя водородными связями, пара аденин - тимин - двумя, что резко снижает вероятность неправильного спаривания оснований. Согласно Уотсону и Крику, процесс Р. ДНК предусматривает: 1) разрыв водородных связей и расплетение нитей двойной спирали; 2) синтез на одиночных нитях комплементарных цепей. В результате из одной двухцепочечной ДНК возникают две подобные молекулы, причём в каждой из дочерних молекул одна полинуклео-тидная цепь родительская, а другая - синтезированная заново (полуконсервативный механизм Р.).
Р. ДНК - многоэтапный генетически контролируемый процесс, в к-ром участвуют ферменты ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, ДНК-метилаза и др. Р. двухцепочечной ДНК имеет фиксированные начало и конец, ориентированное направление. Прерывистый синтез новых цепей начинается в том месте, где расплетаются комплементарные цепи родительской ДНК (см. рис.). В начале каждого из синтезированных отрезков цепей ДНК находится "затравочная" цепочка РНК из 50-100 нуклеотидов. С участием ДНК-полимера-зы на РНК наращиваются фрагменты цепей ДНК (в каждом ок. 1000 нуклеотидов). Затем затравочная РНК уничтожается рибонуклеазой, а синтезированные фрагменты ДНК соединяются в длинные цепи при помощи фермента полинуклеотидлигазы.
Структура Y-вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации ДНК.
У вирусов и фагов, имеющих однони-тевую ДНК, Р. идёт особым образом. После внедрения в клетку хозяина одно-цепочечной ДНК, к-рую называют (+)-цепью, на ней, как на матрице, синтезируется комплементарная ей (-)-цепь. На образовавшейся двухспиральной молекуле (репликативная форма) синтезируются новые одноцепочечные (+)-цепи, включающиеся в новые вирусные частицы. По такому же принципу происходит Р. РНК содержащих вирусов и фагов. Т. о., во всех известных случаях Р. ДНК и РНК проходит через стадию двухцепочечных молекул.
У высших организмов - эукариотов, клетки к-рых содержат сформированное ядро, осн. генетич. функцию несут сложно организованные структуры - хромосомы, состоящие из ДНК, РНК, белков и др. веществ. В интерфазе, предшествующей делению клеток (см. Митоз, Мейоз), осуществляется Р. ДНК и др. компонентов хромосом; затем удвоенные хромосомы разъединяются и распределяются равномерно между дочерними клетками. Т. о., вся наследственная информация в относительно неизменённом виде передаётся от клетки к клетке, от поколения к поколению.
Лит.: Уотсон Д ж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967; Р а т н е р В. А., Принципы организации и механизмы молекулярно-генетических процессов, Новосиб., 1972; Бреслер С. Е., Молекулярная биология, Л., 1973; С т е н т Г., Молекулярная генетика, пер. с англ., М., 1974. М. М. Асланян.