デオキシリボ核酸（DNA）には、世代から世代へと受け継がれる遺伝情報が含まれています。 あなたの体では、各細胞は23の異なる染色体に収容されたあなたの遺伝子補体全体の少なくとも1つのセットを含んでいます。 実際、ほとんどのセルには、各親から1つずつ、合計2つのセットがあります。 細胞が分裂する前に、各娘細胞が完全で正しい遺伝子情報を受け取るように、DNAを正確に複製する必要があります。 DNA複製には、正確性を確保するのに役立つ校正プロセスが含まれています。
DNA構造
DNAは、糖基とリン酸基が交互になっている骨格を持つ長い分子です。 アデニン（A）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）の4つのヌクレオチド塩基の1つが、各糖単位にぶら下がっています。 4つの塩基の配列は、タンパク質を製造するための遺伝暗号を作成します。 2本のDNA鎖のヌクレオチドが互いに結合して、おなじみの二重らせん構造を形成します。 塩基対の法則では、AはTとのみ結合し、CはGとのみ結合する必要があります。 セルは、正確さを維持し、突然変異を回避するために、複製中にこれらのペアリング規則に従う必要があります。
レプリケーション
複製は半保存的です。新しく複製されたヘリックスには、元のストランドと新しく合成されたストランドが含まれます。 元のストランドは、新しいストランドを作成するためのテンプレートとして機能します。 ヘリカーゼ酵素は二重らせん構造を解凍して、2つのテンプレート鎖を露出させます。 酵素DNAポリメラーゼは、テンプレート鎖の各ヌクレオチドを読み取り、伸長する新しい鎖に相補的な塩基を追加する役割を果たします。 たとえば、ポリメラーゼがテンプレート鎖のG塩基に遭遇すると、C塩基を含む糖リン酸ユニットが新しい鎖に追加されます。
校正
DNAポリメラーゼは注目に値する酵素です。 新しいDNA鎖を一度に1塩基ずつ組み立てるだけでなく、進行するにつれて新しい鎖を校正します。 酵素は、新しい鎖の誤った塩基を検出し、1つの糖単位をバックアップし、不良な塩基を切り取り、正しい塩基と交換して、テンプレート鎖の複製を再開できます。 エキソヌクレアーゼ活性と呼ばれる誤った塩基を切り取る能力は、DNAポリメラーゼ複合体に組み込まれています。 校正の結果、正解率は約99％になります。
ミスマッチ修復
正確な複製は、細胞がDNAミスマッチ修復と呼ばれる二次エラー訂正メカニズムを進化させて、DNAポリメラーゼが見逃したミスを修正するのに十分重要です。 修復機構は、DNAらせん構造の変形を検査することによってミスマッチを検出します。 酵素のMutファミリーは、ミスマッチを検出し、新しくコピーされたストランドを識別し、ストランドを切断するのに適した場所を見つけ、ミスマッチを含む部分を削除します。 次に、DNAポリメラーゼは、除去された部分を再合成します。 DNAポリメラーゼが校正中に実行する単一塩基修復とは異なり、ミスマッチ修復メカニズムは、1つの修復を行うために数千の塩基を置き換える場合があります。