Acidul dezoxiribonucleic sau ADN conține informațiile genetice transmise de la o generație la alta. În corpul tău, fiecare celulă conține cel puțin un set din întregul tău complement genetic, găzduit în 23 de cromozomi diferiți. De fapt, majoritatea celulelor dvs. au două seturi, unul de la fiecare părinte. Înainte ca o celulă să se poată diviza, trebuie să-și reproducă cu precizie ADN-ul, astfel încât fiecare celulă fiică să primească informații genetice complete și corecte. Replicarea ADN include un proces de corectură care ajută la asigurarea acurateței.
Structura ADN
ADN-ul este o moleculă lungă cu o coloană vertebrală de grupuri alternante de zahăr și fosfat. Una dintre cele patru baze nucleotidice - adenină (A), guanină (G), citozină (C) și timină (T) - atârnă de fiecare unitate de zahăr. Secvența celor patru baze creează codul genetic pentru fabricarea proteinelor. Nucleotidele a două catene de ADN se leagă între ele pentru a forma familiara structură cu dublu helix. Regulile de împerechere a bazelor necesită ca A să se lege numai cu T și C să se lege numai cu G. Celula trebuie să respecte aceste reguli de împerechere în timpul replicării pentru a menține acuratețea și a evita mutațiile.
Replicare
Replicarea este semi-conservatoare: helicile nou-replicate conțin un fir original și unul nou sintetizat. Suvita originală servește drept șablon pentru crearea șuviței noi. Enzimele Helicase dezarhivează structura dublei spirale pentru a expune cele două fire șablon. Enzima ADN polimerază este responsabilă pentru citirea fiecărei nucleotide pe un șablon șablon și adăugarea bazei complementare pe catena nouă alungită. De exemplu, când polimeraza întâlnește o bază G pe un șablon șablon, adaugă la noua catena o unitate de zahăr-fosfat care conține o bază C.
Corectare
ADN polimeraza este o enzimă remarcabilă. Nu numai că asamblează noi catene de ADN pe o bază la un moment dat, ci și corectează noua catena pe măsură ce se desfășoară. Enzima poate detecta o bază incorectă pe noua suvită, poate face o copie de rezervă a unei unități de zahăr, poate scoate baza rău, o poate înlocui cu baza corectă și poate relua replicarea șuviței șablon. Abilitatea de a scoate baza incorectă, numită activitate de exonuclează, este încorporată în complexele ADN polimerazei. Corectarea are ca rezultat o rată de precizie de aproximativ 99%.
Repararea nepotrivirii
Replicarea precisă este suficient de importantă încât celulele au dezvoltat un mecanism secundar de corectare a erorilor numit repararea nepotrivirii ADN-ului pentru a remedia greșelile pe care le ratează ADN polimeraza. Mașinile de reparații detectează nepotrivirile prin inspectarea structurii helixului ADN pentru deformări. Familia de enzime Mut detectează o nepotrivire, identifică firul nou copiat, găsește o locație adecvată pentru a despica firul și elimină porțiunea care conține nepotrivirea. ADN polimeraza resintezizează apoi porțiunea eliminată. Spre deosebire de repararea cu o singură bază pe care ADN-polimeraza o efectuează în timpul corectării, mecanismul de reparare a nepotrivirii poate înlocui mii de baze pentru a face o reparație.