Dezoksiribonukleīnskābe jeb DNS satur ģenētisko informāciju, kas nodota no paaudzes paaudzē. Jūsu ķermenī katra šūna satur vismaz vienu visu jūsu ģenētiskā papildinājuma komplektu, kas atrodas 23 dažādās hromosomās. Patiesībā lielākajai daļai jūsu šūnu ir divi komplekti, pa vienam no vecākiem. Pirms šūna var sadalīties, tai precīzi jāatkārto DNS, lai katra meitas šūna saņemtu pilnīgu un pareizu ģenētisko informāciju. DNS replikācija ietver korektūras procesu, kas palīdz nodrošināt precizitāti.
DNS struktūra
DNS ir gara molekula ar mainīgu cukura un fosfātu grupu mugurkaulu. Viena no četrām nukleotīdu bāzēm - adenīns (A), guanīns (G), citozīns (C) un timīns (T) - karājas pie katras cukura vienības. Četru bāzu secība rada olbaltumvielu ražošanas ģenētisko kodu. Divu DNS virkņu nukleotīdi saistās viens ar otru, veidojot pazīstamo dubultās spirāles struktūru. Bāzes savienošanas kārtulas prasa, lai A saistītos tikai ar T un C tikai ar G. Šūnai replikācijas laikā ir jāievēro šie savienošanas noteikumi, lai saglabātu precizitāti un izvairītos no mutācijām.
Replikācija
Replikācija ir daļēji konservatīva: jaunizveidotie spirāles satur oriģinālu un tikko sintezētu. Sākotnējā virkne kalpo kā veidne jaunās daļas izveidošanai. Helikāzes fermenti atvieno dubultās spirāles struktūru, lai atklātu abus veidnes pavedienus. Fermenta DNS polimerāze ir atbildīga par katra nukleotīda nolasīšanu šablona virknē un komplementārās bāzes pievienošanu pagarinošajai jaunajai virknei. Piemēram, kad polimerāze sastopas ar G bāzi uz šablona virknes, tā jaunajai virknei pievieno cukura-fosfāta vienību, kas satur C bāzi.
Korektūra
DNS polimerāze ir ievērojams ferments. Tas ne tikai apkopo jaunus DNS pavedienus pa vienai, bet arī turpina koriģēt jauno virkni. Ferments var atklāt nepareizu pamatu jaunajā virknē, dublēt vienu cukura vienību, izgriezt slikto bāzi, aizstāt to ar pareizo bāzi un atsākt veidnes pavediena atkārtošanu. Spēja izgriezt nepareizo bāzi, ko sauc par eksonukleāzes aktivitāti, ir iebūvēta DNS polimerāzes kompleksos. Korektūras rezultātā precizitātes līmenis ir aptuveni 99 procenti.
Neatbilstība
Precīza replikācija ir pietiekami svarīga, lai šūnās būtu izveidots sekundārs kļūdu labošanas mehānisms, ko sauc par DNS neatbilstības labošanu, lai novērstu kļūdas, kuras DNS polimerāze izlaiž. Remonta tehnika atklāj neatbilstības, pārbaudot DNS spirāles struktūru attiecībā uz deformācijām. Fermentu grupa Mut atklāj neatbilstību, identificē tikko nokopēto pavedienu, atrod piemērotu vietu šķēluma šķelšanai un noņem daļu, kurā ir neatbilstība. Pēc tam DNS polimerāze atkārtoti sintezē noņemto daļu. Atšķirībā no vienas bāzes remonta, ko DNS polimerāze veic korektūras laikā, neatbilstības labošanas mehānisms var aizstāt tūkstošiem bāzu, lai veiktu vienu labojumu.