Sisu
Deoksüribonukleiinhape ehk DNA sisaldab geneetilist teavet, mida antakse põlvest põlve. Teie kehas sisaldab iga rakk vähemalt ühte komplekti kogu teie geneetilisest komplemendist, mis paikneb 23 erinevas kromosoomis. Tegelikult on enamikul teie lahtritest kaks komplekti, igast vanemast üks. Enne kui rakk saab jaguneda, peab ta täpselt replitseerima oma DNA, et iga tütarrakk saaks täieliku ja õige geneetilise teabe. DNA replikatsioon sisaldab korrektuuriprotsessi, mis aitab tagada täpsuse.
DNA struktuur
DNA on pikk molekul, millel on vahelduvate suhkru- ja fosfaatrühmade selgroog. Iga suhkruühiku küljes ripub üks neljast nukleotiidi alusest - adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja tümiin (T). Nelja aluse järjestus loob valkude tootmise geneetilise koodi. Kahe DNA ahela nukleotiidid seostuvad üksteisega, moodustades tuttava topeltheeliksi struktuuri. Aluse sidumise reeglid nõuavad, et A seostub ainult T-ga ja C seostub ainult G-ga. Täpsus säilitamiseks ja mutatsioonide vältimiseks peab rakk replikatsiooni ajal neid sidumisreegleid järgima.
Replikatsioon
Replikatsioon on poolkonservatiivne: äsja korratud kopikad sisaldavad algset ja värskelt sünteesitud ahelat. Algne tegevussuund toimib mallina uue tegevussuuna loomiseks. Helikaasensüümid pakivad kaks matriitsi ahelat lahti kahekordse spiraali struktuuri. Ensüümi DNA polümeraas vastutab matriitsi ahela iga nukleotiidi lugemise ja uuele ahelale komplementaarse aluse lisamise eest. Näiteks kui polümeraas kohtub malli ahelal G-alusega, lisab see uuele ahelale C-alust sisaldava suhkru-fosfaadi ühiku.
Korrektuur
DNA polümeraas on tähelepanuväärne ensüüm. See mitte ainult ei koonda uusi DNA ahelaid korraga ühte alust, vaid ka korrigeerib uue ahela edasi, kui see kulgeb. Ensüüm suudab tuvastada uuel ahelal vale aluse, varundada ühe suhkruühiku, vigastada halb alus, asendada see õige alusega ja jätkata matriitsi ahela replitseerimist. DNA polümeraasi kompleksidesse on sisse ehitatud võimalus ekspresseerida vale alus, mida nimetatakse eksonukleaasi aktiivsuseks. Korrektuuri tulemuseks on täpsuse määr umbes 99 protsenti.
Vigade parandamine
Täpne replikatsioon on piisavalt oluline, et rakud on välja töötanud sekundaarse veaparandusmehhanismi, mida nimetatakse DNA ebakõla parandamiseks, et parandada vead, millest DNA polümeraas puudub. Remondimasinad tuvastavad ebakõlad, kontrollides DNA spiraali struktuuri deformatsioonide suhtes. Ensüümide perekond Mut tuvastab mittevastavuse, tuvastab äsja kopeeritud ahela, leiab sobiva ahela lõhestamiseks ja eemaldab selle mittevastavuse sisaldava osa. Seejärel sünteesib DNA polümeraas eemaldatud osa. Erinevalt ühe aluse remondist, mida DNA polümeraas korrektuuri ajal teeb, võib ebakõla parandamise mehhanism asendada tuhandeid aluseid ühe paranduse tegemiseks.