कौन से तंत्र डीएनए प्रतिकृति की सटीकता सुनिश्चित करते हैं?

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए, में एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी को हस्तांतरित आनुवंशिक जानकारी होती है। आपके शरीर में, प्रत्येक कोशिका में आपके संपूर्ण आनुवंशिक पूरक का कम से कम एक सेट होता है, जो 23 विभिन्न गुणसूत्रों में स्थित होता है। वास्तव में, आपकी अधिकांश कोशिकाओं में दो सेट होते हैं, प्रत्येक माता-पिता से एक। इससे पहले कि कोई कोशिका विभाजित हो सके, उसे अपने डीएनए को सटीक रूप से दोहराना होगा ताकि प्रत्येक बेटी कोशिका को पूर्ण और सही आनुवंशिक जानकारी प्राप्त हो। डीएनए प्रतिकृति में एक प्रूफरीडिंग प्रक्रिया शामिल है जो सटीकता सुनिश्चित करने में मदद करती है।

डीएनए एक लंबा अणु है जिसमें बारी-बारी से चीनी और फॉस्फेट समूहों की रीढ़ होती है। चार न्यूक्लियोटाइड आधारों में से एक - एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) और थाइमिन (टी) - प्रत्येक चीनी इकाई को बंद कर देता है। चार आधारों का अनुक्रम प्रोटीन निर्माण के लिए आनुवंशिक कोड बनाता है। दो डीएनए स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से जुड़कर परिचित डबल हेलिक्स संरचना बनाते हैं। बेस पेयरिंग नियमों के लिए आवश्यक है कि A केवल T के साथ बाइंड हो और C केवल G के साथ बाइंड हो। सेल को सटीकता बनाए रखने और उत्परिवर्तन से बचने के लिए प्रतिकृति के दौरान इन युग्मन नियमों का पालन करना चाहिए।

प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है: नए प्रतिकृति वाले हेलिकॉप्टर में एक मूल स्ट्रैंड और एक नया संश्लेषित होता है। मूल स्ट्रैंड नए स्ट्रैंड के निर्माण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। हेलिकेज़ एंजाइम दो टेम्प्लेट स्ट्रैंड को उजागर करने के लिए डबल हेलिक्स संरचना को खोल देते हैं। एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड को टेम्पलेट स्ट्रैंड पर पढ़ने और विस्तारित नए स्ट्रैंड पर पूरक आधार जोड़ने के लिए जिम्मेदार है। उदाहरण के लिए, जब पोलीमरेज़ एक टेम्पलेट स्ट्रैंड पर जी बेस का सामना करता है, तो यह नए स्ट्रैंड में एक सी बेस युक्त चीनी-फॉस्फेट इकाई जोड़ता है।

डीएनए पोलीमरेज़ एक उल्लेखनीय एंजाइम है। यह न केवल एक समय में एक आधार पर नए डीएनए स्ट्रैंड को इकट्ठा करता है, बल्कि आगे बढ़ने पर नए स्ट्रैंड को प्रूफरीड भी करता है। एंजाइम नए स्ट्रैंड पर एक गलत आधार का पता लगा सकता है, एक चीनी इकाई का बैकअप ले सकता है, खराब आधार को हटा सकता है, इसे सही आधार से बदल सकता है और टेम्पलेट स्ट्रैंड की नकल करना फिर से शुरू कर सकता है। एक्सोन्यूक्लीज गतिविधि नामक गलत आधार को बाहर निकालने की क्षमता डीएनए पोलीमरेज़ परिसरों में निर्मित होती है। प्रूफरीडिंग से लगभग 99 प्रतिशत की सटीकता दर प्राप्त होती है।

सटीक प्रतिकृति काफी महत्वपूर्ण है कि कोशिकाओं ने एक माध्यमिक त्रुटि सुधार तंत्र विकसित किया है जिसे डीएनए पोलीमरेज़ की गलतियों को ठीक करने के लिए डीएनए बेमेल मरम्मत कहा जाता है। मरम्मत मशीनरी विकृतियों के लिए डीएनए हेलिक्स संरचना का निरीक्षण करके बेमेल का पता लगाती है। एंजाइमों का मट परिवार एक बेमेल का पता लगाता है, नए कॉपी किए गए स्ट्रैंड की पहचान करता है, स्ट्रैंड को साफ करने के लिए एक उपयुक्त स्थान ढूंढता है और बेमेल वाले हिस्से को हटा देता है। डीएनए पोलीमरेज़ फिर हटाए गए हिस्से को फिर से संश्लेषित करता है। प्रूफरीडिंग के दौरान डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा किए जाने वाले सिंगल-बेस रिपेयर के विपरीत, बेमेल रिपेयर मैकेनिज्म एक रिपेयर करने के लिए हजारों बेस की जगह ले सकता है।