Innehåll
Deoxyribonukleic acid, eller DNA, innehåller den genetiska informationen som delas ut från en generation till nästa. I din kropp innehåller varje cell minst en uppsättning av hela ditt genetiska komplement, inrymt i 23 olika kromosomer. Faktum är att de flesta av dina celler har två uppsättningar, en från varje förälder. Innan en cell kan delas måste den exakt replikera sitt DNA så att varje dottercell får fullständig och korrekt genetisk information. DNA-replikering inkluderar en korrekturläsningsprocess som hjälper till att säkerställa noggrannhet.
DNA-struktur
DNA är en lång molekyl med en ryggrad av växlande socker- och fosfatgrupper. En av fyra nukleotidbaser - adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T) - hänger av varje sockerenhet. Sekvensen för de fyra baserna skapar den genetiska koden för tillverkning av proteiner. Nukleotiderna i två DNA-strängar binder till varandra för att bilda den välkända dubbla spiralstrukturen. Basparparreglerna kräver att A endast binds med T och C endast binds med G. Cellen måste följa dessa parningsregler under replikering för att upprätthålla noggrannhet och undvika mutationer.
Replication
Replikation är semikonservativ: nyligen replikerade heliketter innehåller en original tråd och en nyligen syntetiserad. Den ursprungliga strängen fungerar som en mall för skapandet av den nya strängen. Helikaseenzymer packar upp den dubbla spiralstrukturen för att exponera de två mallsträngarna. Enzymet DNA-polymeras ansvarar för att läsa varje nukleotid på en mallsträng och lägga till den komplementära basen på den långsträckta nya strängen. Till exempel, när polymeraset möter en G-bas på en mallsträng, lägger den till den nya strängen en sockerfosfatenhet innehållande en C-bas.
Korrekturläsning
DNA-polymeras är ett anmärkningsvärt enzym. Inte bara monterar den nya DNA-strängar en bas åt gången, den korrekturläser också den nya strängen när den fortskrider. Enzymet kan upptäcka en felaktig bas på den nya strängen, säkerhetskopiera en sockerenhet, klippa ut den dåliga basen, ersätt den med rätt bas och återuppta replikering av mallsträngen. Förmågan att ta bort den felaktiga basen, kallad exonukleasaktivitet, är inbyggd i DNA-polymeraskomplexen. Korrekturläsning resulterar i en noggrannhetsgrad på cirka 99 procent.
Mismatch Repair
Noggrann replikering är tillräckligt viktig för att celler har utvecklat en sekundär felkorrigeringsmekanism som kallas DNA-missanpassningsreparation för att fixa de misstag som DNA-polymeras saknar. Reparationsmaskineriet upptäcker missanpassningar genom att inspektera DNA-spiralstrukturen för deformiteter. Mutfamiljen av enzymer upptäcker ett missförhållande, identifierar den nyligen kopierade strängen, hittar en lämplig plats för att klyva strängen och tar bort den del som innehåller felanpassningen. DNA-polymeras syntetiserar sedan den borttagna delen. Till skillnad från den enda basreparation som DNA-polymeras utför under korrekturläsning, kan reparationsmekanismen för missanpassning ersätta tusentals baser för att göra en reparation.