Дезоксирибонуклеїнова кислота або ДНК містить генетичну інформацію, передану від одного покоління до наступного. У вашому організмі кожна клітина містить принаймні один набір всього вашого генетичного комплементу, розміщений у 23 різних хромосомах. Насправді більшість ваших клітин мають два набори, по одному від кожного з батьків. Перш ніж клітина може ділитися, вона повинна точно повторити свою ДНК, щоб кожна дочірня клітина отримувала повну і правильну генетичну інформацію. Реплікація ДНК включає процес коректури, який допомагає забезпечити точність.
Структура ДНК
ДНК - це довга молекула, що має основу змінних цукрових та фосфатних груп. Одна з чотирьох нуклеотидних основ - аденин (A), гуанін (G), цитозин (C) і тимін (T) - звисає з кожної одиниці цукру. Послідовність чотирьох основ створює генетичний код для виробництва білків. Нуклеотиди двох ланцюгів ДНК зв’язуються між собою, утворюючи звичну структуру подвійної спіралі. Основні правила сполучення вимагають, щоб A зв’язувалося лише з T, а C лише з G. Клітина повинна дотримуватися цих правил сполучення під час реплікації, щоб зберегти точність і уникнути мутацій.
Реплікація
Реплікація є напівконсервативною: нещодавно відтворені спіралі містять оригінальну нитку та нещодавно синтезовану. Оригінальна пасмо служить шаблоном для створення нової пасма. Ферменти хелікази розпаковують структуру подвійної спіралі, щоб оголити дві матриці. Фермент ДНК-полімераза відповідає за зчитування кожного нуклеотиду на ланцюжку матриці та додавання комплементарної основи до подовженого нового ланцюга. Наприклад, коли полімераза зустрічає основу G на ланцюжку матриці, вона додає до нової нитки цукрофосфатну одиницю, що містить основу C.
Коректура
ДНК-полімераза - чудовий фермент. Він не тільки збирає нові ланцюги ДНК по одній основі за раз, але і коректує новий ланцюг у міру його дії. Фермент може виявити неправильну основу на новій нитці, створити резервну копію однієї одиниці цукру, вирвати погану основу, замінити її на правильну основу та відновити тиражування нитки шаблону. Здатність виділяти неправильну основу, яка називається екзонуклеазною активністю, вбудована в комплекси ДНК-полімерази. Коректура дає точність приблизно 99 відсотків.
Ремонт невідповідності
Точна реплікація досить важлива, щоб клітини виробили вторинний механізм виправлення помилок, який називається відновленням невідповідності ДНК, щоб виправити помилки, яких пропускає ДНК-полімераза. Ремонтна техніка виявляє невідповідність, перевіряючи структуру спіралі ДНК на наявність деформацій. Сімейство ферментів Mut виявляє невідповідність, ідентифікує нещодавно скопійовану нитку, знаходить відповідне місце для розщеплення нитки та видаляє частину, що містить невідповідність. Потім ДНК-полімераза ресинтезує видалену частину. На відміну від однобазового відновлення, яке ДНК-полімераза виконує під час коректури, механізм відновлення невідповідності може замінити тисячі основ, щоб зробити один ремонт.