Deoksiribonukleinska kislina ali DNA vsebuje genetske informacije, ki se prenašajo iz generacije v generacijo. V telesu vsebuje vsaka celica vsaj en komplet celotnega genskega komplementa, ki je nameščen v 23 različnih kromosomih. Pravzaprav ima večina vaših celic dva sklopa, po enega od vsakega starša. Preden se celica lahko razdeli, mora natančno ponoviti svojo DNA, tako da vsaka hčerinska celica prejme popolne in pravilne genetske informacije. Replikacija DNA vključuje lektorski postopek, ki pomaga zagotoviti natančnost.
Struktura DNA
DNA je dolga molekula s hrbtenico izmeničnih sladkornih in fosfatnih skupin. Ena od štirih nukleotidnih baz - adenin (A), gvanin (G), citozin (C) in timin (T) - visi na vsaki sladkorni enoti. Zaporedje štirih baz ustvarja genetsko kodo za proizvodnjo beljakovin. Nukleotidi dveh verig DNA se med seboj vežejo in tvorijo znano strukturo dvojne vijačnice. Osnovna pravila seznanjanja zahtevajo, da se A veže samo s T in C samo z G. Celica mora med replikacijo upoštevati ta pravila seznanjanja, da ohrani natančnost in se izogne mutacijam.
Replikacija
Replikacija je polkonzervativna: novo ponovljene vijačnice vsebujejo originalno in novo sintetizirano verigo. Prvotni pramen služi kot predloga za ustvarjanje novega pramena. Encimi helikaze razpakirajo strukturo dvojne vijačnice, da razkrijejo dve pramenski verigi. Encim DNA polimeraza je odgovoren za odčitavanje vsakega nukleotida na vzorčni verigi in dodajanje komplementarne osnove na podaljšani novi verigi. Na primer, ko polimeraza na gredi predlogo naleti na bazo G, novi verigi doda sladkorno-fosfatno enoto, ki vsebuje bazo C.
Lektoriranje
DNA polimeraza je izjemen encim. Ne samo, da sestavlja nove verige DNA eno bazo naenkrat, ampak tudi verigira novo verigo, ko teče naprej. Encim lahko zazna nepravilno osnovo na novi verigi, varnostno kopira eno enoto sladkorja, izvleče slabo osnovo, jo nadomesti s pravilno osnovo in nadaljuje s kopiranjem predloge. Sposobnost izločanja nepravilne baze, imenovane eksonukleazna aktivnost, je vgrajena v komplekse DNA polimeraze. Rezultat lektoriranja je približno 99-odstotna natančnost.
Popravilo neusklajenosti
Natančna replikacija je dovolj pomembna, da so celice razvile sekundarni mehanizem za korekcijo napak, imenovan popravek neujemanja DNA, da bi odpravili napake, ki jih DNA polimeraza pogreša. Stroji za popravilo zaznajo neusklajenosti s pregledom strukture vijačnice DNA za deformacije. Družina encimov Mut zazna neskladje, identificira na novo kopirani pramen, najde primerno mesto za odcepitev verige in odstrani del, ki vsebuje neskladje. Nato polimeraza DNA ponovno sintetizira odstranjeni del. Za razliko od enobaznega popravila, ki ga DNA-polimeraza izvaja med lektoriranjem, lahko mehanizem za popravilo neusklajenosti nadomesti na tisoče baz in opravi eno popravilo.