Obsah
Kyselina deoxyribonukleová alebo DNA obsahuje genetické informácie odovzdávané z jednej generácie na nasledujúcu. Každá bunka vo vašom tele obsahuje najmenej jednu súpravu celého vášho genetického doplnku umiestnenú v 23 rôznych chromozómoch. V skutočnosti má väčšina vašich buniek dve sady, jednu od každého rodiča. Predtým, ako sa bunka môže rozdeliť, musí presne replikovať svoju DNA, aby každá dcérska bunka dostala úplnú a správnu genetickú informáciu. Replikácia DNA zahŕňa proces korektúry, ktorý pomáha zaistiť presnosť.
Štruktúra DNA
DNA je dlhá molekula so základným reťazcom striedajúcich sa cukrov a fosfátov. Jedna zo štyroch nukleotidových báz - adenín (A), guanín (G), cytozín (C) a tymín (T) - visí na každej cukrovej jednotke. Sekvencia štyroch báz vytvára genetický kód na výrobu proteínov. Nukleotidy dvoch reťazcov DNA sa navzájom viažu, aby vytvorili známu štruktúru dvojitej špirály. Pravidlá párovania báz vyžadujú, aby sa A viazali iba s T a C iba s G. G. Bunka musí dodržiavať tieto pravidlá párovania počas replikácie, aby sa zachovala presnosť a aby sa zabránilo mutáciám.
replikácie
Replikácia je polokonzervatívna: novo replikované helixy obsahujú pôvodný a novo syntetizovaný. Pôvodný prameň slúži ako šablóna na vytvorenie nového prameňa. Enzýmy helikázy rozopínajú štruktúru dvojitej špirály, aby sa odkryli dva vlákna templátu. Enzým DNA polymeráza je zodpovedný za čítanie každého nukleotidu na templátovom vlákne a za pridanie komplementárnej bázy k predĺženému novému vláknu. Napríklad, keď polymeráza narazí na bázu G na templátovom vlákne, pridá k novému vláknu jednotku cukru a fosfátu, ktorá obsahuje bázu C.
korektúra
DNA polymeráza je pozoruhodný enzým. Nielen, že zostavuje nové vlákna DNA po jednej základni v rovnakom čase, ale tiež koriguje nové vlákno v priebehu postupu. Enzým môže detegovať nesprávnu bázu na novom vlákne, zazálohovať jednu jednotku cukru, vytrhnúť zlú bázu, nahradiť ju správnou bázou a pokračovať v replikácii vlákna šablóny. Schopnosť vystrihnúť nesprávnu bázu, nazývanú exonukleázová aktivita, je zabudovaná do komplexov DNA polymerázy. Výsledkom korektúry je miera presnosti asi 99 percent.
Oprava chyby
Presná replikácia je natoľko dôležitá, že bunky vyvinuli mechanizmus sekundárnej korekcie chýb, ktorý sa nazýva oprava nesúladu DNA, aby sa opravili chyby, ktoré DNA polymeráza chýba. Opravárenské strojné zariadenie zisťuje nezhody tak, že skontroluje deformácie štruktúry DNA špirály. Rodina enzýmov Mut zistí nesúlad, identifikuje novo skopírovaný reťazec, nájde vhodné miesto na štiepenie vlákna a odstráni časť obsahujúcu nesúlad. DNA polymeráza potom resyntetizuje odstránenú časť. Na rozdiel od opravy s jednou bázou, ktorú DNA polymeráza vykonáva pri korekcii, mechanizmus opravy nesúladu môže nahradiť tisíce báz a vykonať jednu opravu.