Dezoksiribonukleino rūgštyje arba DNR yra genetinė informacija, perduodama iš kartos į kartą. Jūsų kūne kiekvienoje ląstelėje yra bent vienas viso jūsų genetinio papildo rinkinys, esantis 23 skirtingose chromosomose. Tiesą sakant, dauguma jūsų ląstelių turi du rinkinius, po vieną iš kiekvieno iš tėvų. Kad ląstelė galėtų dalytis, ji turi tiksliai pakartoti savo DNR, kad kiekviena dukterinė ląstelė gautų išsamią ir teisingą genetinę informaciją. DNR replikacija apima korektūros procesą, kuris padeda užtikrinti tikslumą.
DNR struktūra
DNR yra ilga molekulė, kurios pagrindas yra besikeičiančios cukraus ir fosfato grupės. Viena iš keturių nukleotidų bazių - adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T) - kabo nuo kiekvieno cukraus vieneto. Keturių bazių seka sukuria baltymų gamybos genetinį kodą. Dviejų DNR grandinių nukleotidai susijungia vienas su kitu, kad susidarytų pažįstama dvigubos spiralės struktūra. Pagrindinės poravimo taisyklės reikalauja, kad A jungtųsi tik su T, o C - tik su G. Ląstelė turi laikytis šių poravimo taisyklių replikacijos metu, kad išlaikytų tikslumą ir išvengtų mutacijų.
Replikacija
Replikacija yra pusiau konservatyvi: naujai pakartotose spiralėse yra originali ir naujai susintetinta grandinė. Originali sruoga yra šablonas kuriant naują sruogą. „Helicase“ fermentai atsegia dvigubos spiralės struktūrą, kad apnuogintų dvi šablono sruogas. Fermentas DNR polimerazė yra atsakinga už kiekvieno nukleotido nuskaitymą ant šablono grandinės ir papildomos bazės pridėjimą prie pailgėjusios naujos grandinės. Pavyzdžiui, kai polimerazė susiduria su G baze ant šablono sruogos, ji prie naujos gijos prideda cukraus-fosfato vienetą, kuriame yra C bazė.
Korektūra
DNR polimerazė yra puikus fermentas. Jis ne tik renka naujas DNR grandines po vieną bazę, bet ir tikrina naują grandinę eidamas. Fermentas gali aptikti neteisingą naujos gijos pagrindą, sukurti vienos cukraus vieneto atsargines kopijas, iškirpti blogąją bazę, pakeisti ją tinkama baze ir atnaujinti šablono sruogą. Gebėjimas išskirti neteisingą bazę, vadinamą egzonukleazės aktyvumu, yra integruotas į DNR polimerazės kompleksus. Korektūros tikslumas siekia apie 99 procentus.
Neatitikimų taisymas
Tiksli replikacija yra pakankamai svarbi, kad ląstelės sukūrė antrinį klaidų taisymo mechanizmą, vadinamą DNR neatitikimo taisymu, kad būtų pašalintos klaidos, kurių praleidžia DNR polimerazė. Remonto mašinos nustato neatitikimus, patikrindamos DNR spiralės struktūrą, ar nėra deformacijų. Fermentų „Mut“ šeima nustato neatitikimą, identifikuoja naujai nukopijuotą giją, randa tinkamą vietą sruogai išardyti ir pašalina dalį, kurioje yra neatitikimas. Tada DNR polimerazė sintezuoja pašalintą dalį. Skirtingai nuo vieno pagrindo taisymo, kurį DNR polimerazė atlieka korektūros metu, neatitikimo taisymo mechanizmas gali pakeisti tūkstančius bazių, kad būtų atliktas vienas taisymas.