Tartalom
A dezoxiribonukleinsav vagy a DNS az egyik generációról a másikra átadott genetikai információkat tartalmazza. A testében minden sejt a teljes genetikai komplementerének legalább egy készletét tartalmazza, 23 különböző kromoszómában helyezkedik el. Valójában a legtöbb cellád két készletből áll, mindegyik szülőtől egyet. Mielőtt egy sejt megosztódhat, pontosan meg kell replikálnia a DNS-ét, hogy minden egyes lánysejt teljes és helyes genetikai információt kapjon. A DNS replikáció magában foglal egy korrektúrát, amely segít a pontosság biztosításában.
DNS szerkezete
A DNS egy hosszú molekula, a váltakozó cukor- és foszfátcsoportok gerincével. A négy nukleotidbázis egyike - adenin (A), guanin (G), citozin (C) és timin (T) - lefagy minden egyes cukor egységnél. A négy bázis szekvenciája létrehozza a fehérjék előállításának genetikai kódját. Két DNS-szál nukleotidjai egymással kötődnek, hogy megismerjék a kettős hélix szerkezetét. Az alappárosítási szabályok megkövetelik, hogy A csak a T-vel kötődjön, a C csak a G-vel kötődik. A sejtnek a replikáció során be kell tartania ezeket a párosítási szabályokat a pontosság fenntartása és a mutációk elkerülése érdekében.
replikáció
A replikáció félig konzervatív: az újonnan replikált helikok tartalmaznak egy eredeti és egy újonnan szintetizált szálot. Az eredeti szál sablonként szolgál az új szál létrehozásához. A helicáz enzimek kicsomagolják a kettős spirál szerkezetét, hogy felfedjék a két templát szálot. Az enzim DNS-polimeráz feladata az egyes nukleotidok leolvasása egy templát szálon és a komplementer bázis hozzáadása a meghosszabbító új szálhoz. Például, amikor a polimeráz egy G-bázist talál meg egy sablonszálon, akkor az új szálhoz hozzáad egy C-bázist tartalmazó cukor-foszfát egységet.
korrektúrázás
A DNS-polimeráz figyelemre méltó enzim. Nem csak az, hogy új DNS-szálakat összeszerel egy bázist egy időben, hanem az új szálat is szűkíti az előrehaladás során. Az enzim képes helytelen bázist felismerni az új szálon, biztonsági másolatot készíthet egy cukor egységről, kicsúsztathatja a rossz bázist, cserélheti le a helyes alapra és folytathatja a sablon szál replikálását. A DNS-polimeráz komplexekbe beépül a helytelen bázis kiürítésének képessége, az úgynevezett exonukleázaktivitás. A korrektúra mintegy 99 százalékos pontosságot eredményez.
Nem megfelelő javítás
A pontos replikáció elengedhetetlen ahhoz, hogy a sejtek kifejlesztettek egy másodlagos hibajavító mechanizmust, amelyet a DNS eltérésjavításnak hívnak, hogy javítsák azokat a hibákat, amelyeket a DNS-polimeráz hiányoz. A javítógépek eltéréseket észlelnek a DNS-spirál szerkezetének deformációinak ellenőrzésével. Az Mut enzimcsalád eltérést észlel, azonosítja az újonnan lemásolt szálat, megfelelő helyet talál a szál szétbontására és eltávolítja az eltérést tartalmazó részt. A DNS-polimeráz ezután újraszintetizálja az eltávolított részt. Ellentétben az egybázisú javítással, amelyet a DNS-polimeráz a leolvasás során hajt végre, az eltérés-javító mechanizmus helyettesítheti a több ezer bázist, hogy egy javítást elvégezzen.