Deoxiribonukleinsyra, eller DNA, innehåller den genetiska informationen som lämnas ner från en generation till nästa. I din kropp innehåller varje cell minst en uppsättning av hela ditt genetiska komplement, inrymt i 23 olika kromosomer. Faktum är att de flesta av dina celler har två uppsättningar, en från varje förälder. Innan en cell kan delas måste den noggrant replikera sitt DNA så att varje dottercell får fullständig och korrekt genetisk information. DNA-replikering innehåller en korrekturläsningsprocess som bidrar till att säkerställa noggrannhet.

DNA-struktur

DNA är en lång molekyl med en ryggrad av växelsocker och fosfatgrupper. En av fyra nukleotidbaser - adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T) - hänger av varje socker enhet. Sekvensen av de fyra baserna skapar den genetiska koden för tillverkning av proteiner. Nukleotiderna av två DNA-strängar binder till varandra för att bilda den bekanta dubbla helixstrukturen. Basparparingsreglerna kräver att A endast binder med T och C bara binder med G. Cellen måste följa dessa parningsregler under replikering för att upprätthålla noggrannhet och undvika mutationer.

Replication

Replicering är semi konservativa: Nyupprepade spiraler innehåller en originalsträng och en nyssyntetiserad. Den ursprungliga strängen tjänar som en mall för skapandet av den nya strängen. Helicasenzymer avlastar dubbelhelixstrukturen för att exponera de två mallsträngarna. Enzym DNA-polymeras är ansvarig för att läsa varje nukleotid på en mallsträng och lägga till den komplementära basen på den långsträckta nya strängen. Till exempel när polymeras möter en G-bas på en mallsträng, lägger den till den nya strängen en sockerfosfat-enhet innehållande en C-bas.

Proofreading

DNA-polymeras är ett anmärkningsvärt enzym . Det samlar inte bara nya DNA-strängar en bas åt gången, det testar också den nya strängen som den fortsätter. Enzymet kan upptäcka en felaktig bas på den nya strängen, säkerhetskopiera en socker enhet, snipa ut den dåliga basen, byt ut den med rätt bas och fortsätt att replikera mallsträngen. Möjligheten att skära ut den felaktiga basen, kallad exonukleasaktivitet, är inbyggd i DNA-polymeras-komplexen. Korrekt replikering är tillräckligt viktigt för att celler har utvecklat en sekundär felkorrigeringsmekanism som heter DNA mismatch reparation för att fixa de misstag som DNA-polymeras missar. Reparationsmaskinen upptäcker felaktigheter genom inspektion av DNA-helixstrukturen för deformiteter. Mut-familjen av enzymer detekterar en felaktighet, identifierar den nykopierade strängen, finner en lämplig plats för att klyva strängen och avlägsnar den del som innehåller mismatchen. DNA-polymeras resynterar sedan den borttagna delen. Till skillnad från den enkla basreparationen som DNA-polymeras utför medan korrekturläsning kan felparametrarna ersätta tusentals baser för att göra en reparation.