Innhold
Deoxyribonucleic acid, eller DNA, inneholder den genetiske informasjonen fra en generasjon til den neste. I kroppen din inneholder hver celle minst ett sett med hele det genetiske komplementet ditt, som ligger i 23 forskjellige kromosomer. De fleste cellene har faktisk to sett, ett fra hver av foreldrene. Før en celle kan dele seg, må den replisere nøyaktig sitt DNA slik at hver dattercelle får fullstendig og riktig genetisk informasjon. DNA-replikasjon inkluderer en korrekturlesingsprosess som bidrar til å sikre nøyaktighet.
DNA-struktur
DNA er et langt molekyl med ryggraden i vekslende sukker- og fosfatgrupper. En av fire nukleotidbaser - adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T) - henger av hver sukkerenhet. Sekvensen av de fire basene skaper den genetiske koden for produksjon av proteiner. Nukleotidene i to DNA-tråder binder seg til hverandre for å danne den kjente dobbelt helixstrukturen. Baseparringsreglene krever at A bare binder seg med T og C bare bindes med G. Cellen må overholde disse parringsreglene under replikering for å opprettholde nøyaktighet og unngå mutasjoner.
Replication
Replikering er semikonservativ: nylig repliserte helikser inneholder en original streng og en nylig syntetisert. Den opprinnelige strengen fungerer som en mal for opprettelsen av den nye streng. Helicase-enzymer pakker ut den doble helixstrukturen for å eksponere de to malstrengene. Enzymet DNA-polymerase er ansvarlig for å lese hvert nukleotid på en malstreng og tilsette den komplementære basen på den langstrakte nye strengen. Når for eksempel polymerasen møter en G-base på en malstreng, tilfører den til den nye streng en sukkerfosfat-enhet som inneholder en C-base.
korrekturlesing
DNA-polymerase er et bemerkelsesverdig enzym. Ikke bare monterer den nye DNA-tråder en base av gangen, den korrekturles også den nye tråden når den fortsetter. Enzymet kan oppdage en feil base på den nye strengen, sikkerhetskopiere en sukkerenhet, snipe ut den dårlige basen, erstatte den med riktig base og fortsette å gjenta malstrengen. Evnen til å snuppe ut den uriktige basen, kalt eksonukleaseaktivitet, er innebygd i DNA-polymerase-kompleksene. Korrekturlesing resulterer i en nøyaktighetsgrad på omtrent 99 prosent.
Mismatch Repair
Nøyaktig replikasjon er viktig nok til at celler har utviklet en sekundær feilkorreksjonsmekanisme som kalles DNA-misparringsreparasjon for å fikse feilene som DNA-polymerase savner. Reparasjonsmaskineriet oppdager misforhold ved å inspisere DNA-helixstrukturen for deformiteter. Mut-familien av enzymer oppdager et misforhold, identifiserer den nylig kopierte tråden, finner et passende sted å spalte strengen og fjerner den delen som inneholder feilparringen. DNA-polymerase syntetiserer deretter den fjernede delen. I motsetning til med enbase-reparasjon som DNA-polymerase utfører under korrekturlesing, kan feilparringsreparasjonsmekanismen erstatte tusenvis av baser for å gjøre en reparasjon.