Comstock/Stockbyte/Getty Images
Deoxiribonukleinsyra (DNA) är ritningen som bär genetisk information från en generation till nästa. Varje cell innehåller minst en komplett uppsättning av denna kod, organiserad i 23 kromosompar - de flesta celler är diploida och har en uppsättning från varje förälder. Innan en cell delar sig måste den troget duplicera sitt DNA så att varje dottercell får en exakt kopia av arvsmassan. Denna process är beroende av flera lager av kvalitetskontroll för att förhindra mutationer.
DNA är en lång polymer som består av en sockerfosfatryggrad med fyra nukleotidbaser - adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T) - som skjuter ut från varje socker. Sekvensen av dessa baser kodar för instruktionerna för proteinsyntes. Två komplementära strängar parar sig via vätebindningar och bildar den klassiska dubbelhelixen:A parar uteslutande med T och C parar uteslutande med G. Att upprätthålla dessa basparningsregler under replikering är viktigt för att undvika fel.
Replikation är semi-konservativ:varje ny DNA-dubbelhelix innehåller en originalsträng och en nysyntetiserad sträng. Helicase-enzymer lindar upp helixen och exponerar de två mallsträngarna. DNA-polymeras läser varje nukleotid på mallen och lägger till den komplementära basen till den växande strängen. Till exempel, när polymeraset stöter på ett G på mallen, införlivar det ett C på den nya strängen.
DNA-polymeras är inte bara en polymeriserande maskin; den utför också korrekturläsning i realtid. Om det sätter in en felaktig bas, eliminerar polymerasets exonukleasaktivitet felet och ersätter det med rätt nukleotid. Denna inbyggda felkontroll ger en noggrannhet på cirka 99 % under syntesen.
För att fånga upp fel som glider förbi polymeraskorrekturläsning, använder celler en andra försvarslinje:felmatchningsreparation. Mut-proteiner skannar DNA-spiralen efter förvrängningar orsakade av felaktiga baser. När de har upptäckts identifierar maskineriet den nyligen syntetiserade strängen, klyver ett segment som innehåller felet och skär ut det. DNA-polymeras återsyntetiserar sedan det borttagna segmentet och återställer den korrekta sekvensen. Till skillnad från de enbaskorrigeringar som utförs av polymeras, kan felmatchningsreparation ersätta tusentals baser i en enda reparationshändelse, vilket säkerställer genomisk stabilitet.
