Kyselina deoxyribonukleová alebo DNA obsahuje genetické informácie odovzdávané z jednej generácie na druhú. Každá bunka vo vašom tele obsahuje najmenej jednu sadu celého vášho genetického doplnku, ktorá je uložená v 23 rôznych chromozómoch. Väčšina vašich buniek má v skutočnosti dve sady, jednu od každého rodiča. Predtým, ako sa bunka dokáže rozdeliť, musí presne replikovať svoju DNA, aby každá dcérska bunka dostala úplnú a správnu genetickú informáciu. Replikácia DNA zahŕňa proces korektúry, ktorý pomáha zabezpečiť presnosť.
Štruktúra DNA
DNA je dlhá molekula s kostrou striedajúcich sa skupín cukru a fosfátov. Jedna zo štyroch nukleotidových báz - adenín (A), guanín (G), cytozín (C) a tymín (T) - visia nad každou cukrovou jednotkou. Sekvencia štyroch báz vytvára genetický kód na výrobu proteínov. Nukleotidy dvoch reťazcov DNA sa navzájom viažu a vytvárajú známu štruktúru dvojitej špirály. Pravidlá základného párovania vyžadujú, aby sa A viazalo iba na T a C sa viazalo iba na G. Bunka musí počas replikácie dodržiavať tieto pravidlá párovania, aby si zachovala presnosť a vyhla sa mutáciám.
Replikácia
Replikácia je polokonzervatívna: novo replikované helixy obsahujú pôvodné vlákno a novo syntetizované vlákno. Pôvodný prameň slúži ako šablóna na vytvorenie nového prameňa. Enzýmy helikázy rozbalia štruktúru dvojitej špirály, aby sa odkryli dva templátové vlákna. Enzým DNA polymeráza je zodpovedný za čítanie každého nukleotidu na templátovom vlákne a pridanie komplementárnej bázy k predĺženiu nového vlákna. Napríklad, keď polymeráza narazí na bázu G na templátovom vlákne, pridá k novému vláknu jednotku cukor-fosfát obsahujúcu C bázu.
Korektúry
DNA polymeráza je pozoruhodný enzým. Nielenže zhromažďuje nové reťazce DNA po jednej základni, ale aj priebežne kontroluje nové vlákno. Enzým dokáže detekovať nesprávnu bázu na novom vlákne, zálohovať jednu jednotku cukru, vyradiť nesprávnu bázu, nahradiť ju správnou bázou a pokračovať v replikácii šablóny. Schopnosť vytrhnúť nesprávnu bázu, nazývanú aktivita exonukleázy, je zabudovaná do komplexov DNA polymerázy. Výsledkom korektúry je presnosť asi 99 percent.
Oprava nesúladu
Presná replikácia je dosť dôležitá na to, aby si bunky vyvinuli sekundárny mechanizmus korekcie chýb nazývaný oprava nesúladu DNA, aby opravili chyby, ktoré DNA polymeráza premeškala. Opravné stroje zisťujú nesúlady kontrolou štruktúry skrutkovice DNA na prítomnosť deformácií. Rodina enzýmov Mut zistí nesúlad, identifikuje novo skopírovaný reťazec, nájde vhodné miesto na štiepenie vlákna a odstráni časť obsahujúcu nesúlad. DNA polymeráza potom resyntetizuje odstránenú časť. Na rozdiel od opravy jednej bázy, ktorú vykonáva DNA polymeráza pri korektúre, môže mechanizmus opravy nesúladu nahradiť tisíce báz, aby sa urobila jedna oprava.