რომელი მექანიზმები უზრუნველყოფს დნმ – ის რეპლიკაციის სიზუსტეს?

დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა ან დნმ შეიცავს გენეტიკურ ინფორმაციას, რომელიც გადაეცემა ერთი თაობიდან მეორე თაობას. თქვენს სხეულში, თითოეული უჯრედი შეიცავს თქვენი გენეტიკური კომპლემენტის მინიმუმ ერთ კომპლექტს, განთავსებული 23 სხვადასხვა ქრომოსომაში. სინამდვილეში, თქვენი უჯრედების უმეტესობას აქვს ორი კომპლექტი, თითო მშობლისგან. სანამ უჯრედი გაყოფს, მან ზუსტად უნდა გაიმეოროს მისი დნმ, რათა თითოეულმა ქალიშვილმა უჯრედმა მიიღოს სრული და სწორი გენეტიკური ინფორმაცია. დნმ – ის რეპლიკაცია მოიცავს კორექტირების პროცესს, რომელიც უზრუნველყოფს სიზუსტის უზრუნველყოფას.

დნმ გრძელი მოლეკულაა, რომელსაც ხერხემალი აქვს მონაცვლეობით შაქარი და ფოსფატი ჯგუფები. ნუკლეოტიდის ოთხი ფუძიდან - ადენინი (A), გუანინი (G), ციტოზინი (C) და თიმინი (T) - ერთი შაქრის ერთეულზეა ჩამოკიდებული. ოთხი ფუძის თანმიმდევრობა ქმნის ცილების წარმოების გენეტიკურ კოდს. ორი დნმ – ის ბოჭკოების ნუკლეოტიდები ერთმანეთთან კავშირშია და ნაცნობი ორმაგი სპირალის სტრუქტურას ქმნის. ბაზის დაწყვილების წესები მოითხოვს, რომ A მხოლოდ T და C უკავშირდება მხოლოდ G. გამრავლების დროს უჯრედი უნდა დაემორჩილოს დაწყვილების ამ წესებს, რათა შეინარჩუნოს სიზუსტე და თავიდან აიცილოს მუტაციები.

რეპლიკაცია არის ნახევრად კონსერვატიული: ახლად გამეორებული სპირალი შეიცავს ორიგინალურ და ახლად სინთეზირებულ ბოჭკოს. ორიგინალი სტრიქონი ემსახურება როგორც ახალი შრის შექმნის შაბლონს. ჰელიკაზას ფერმენტები ხსნიან ორმაგი სპირალის სტრუქტურას ორი შაბლონის ძაფის გამოსავლენად. ფერმენტი დნმ პოლიმერაზა პასუხისმგებელია თითოეული ნუკლეოტიდის წაკითხვაზე შაბლონის ძაფზე და დამატებით ბაზის დამატებაზე, მოგრძო ახალ ძაფზე. მაგალითად, როდესაც პოლიმერაზას წააწყდება G ფუძეზე შაბლონის ძაფზე, ის ახალ ძაფს უმატებს შაქრის ფოსფატის ერთეულს, რომელიც შეიცავს C ფუძეს.

დნმ პოლიმერაზა შესანიშნავი ფერმენტია. იგი არა მხოლოდ ერთდროულად აყალიბებს ახალ დნმ-ის ძაფებს, არამედ მიმდინარეობს კორექტირებას ახდენს ახალი ძაფის მიმართულებით. ფერმენტს შეუძლია დაადგინოს არასწორი ბაზა ახალ ძაფზე, შექმნას სარეზერვო ასლის ერთი შაქარი, გამოაცალა ცუდი ფუძე, შეცვალოს იგი სწორი ბაზით და განაგრძოს თარგის ძაფის გამეორება. არასწორი ფუძის გამოტყორცნის უნარი, რომელსაც ეგზონუკლეაზის აქტივობა ეწოდება, ჩაშენებულია დნმ პოლიმერაზულ კომპლექსებში. კორექტირების შედეგად სიზუსტე დაახლოებით 99 პროცენტია.

ზუსტი რეპლიკაცია საკმარისად მნიშვნელოვანია, რომ უჯრედებმა შეიმუშავეს შეცდომის კორექციის მეორადი მექანიზმი, სახელწოდებით დნმ შეუსაბამობის გამოსწორება, დნმ პოლიმერაზას გამოტოვებული შეცდომების გამოსასწორებლად. სარემონტო დანადგარები ცნობს შეუსაბამობებს დნმ-ის სპირალის სტრუქტურის შემოწმებით დეფორმაციებზე. ფერმენტების მუტის ოჯახი აფიქსირებს შეუსაბამობას, ახდენს ახლად გადაწერილ სტრიქონს, პოულობს შესაფერის ადგილს ძაფის გასაყოფად და ხსნის შეუსაბამობის ნაწილს. შემდეგ დნმ პოლიმერაზა ახდენს მოცილებული ნაწილის სინთეზს. განსხვავებით ერთძიმიანი რემონტისგან, რომელსაც ასრულებს დნმ პოლიმერაზა კორექტორის დროს, შეუსაბამობის შეკეთების მექანიზმმა შეიძლება შეცვალოს ათასობით ფუძე ერთი შეკეთების მიზნით.