L'acido desossiribonucleico, o DNA, contiene le informazioni genetiche tramandate da una generazione all'altra. Nel tuo corpo, ogni cellula contiene almeno un set del tuo intero complemento genetico, ospitato in 23 cromosomi diversi. In effetti, la maggior parte delle tue cellule ha due set, uno da ciascun genitore. Prima che una cellula possa dividersi, deve replicare accuratamente il suo DNA in modo che ogni cellula figlia riceva informazioni genetiche complete e corrette. La replicazione del DNA include un processo di correzione di bozze che aiuta a garantire l'accuratezza.

Struttura del DNA

Il DNA è una molecola lunga con una spina dorsale di gruppi alternati di zucchero e fosfato. Una delle quattro basi nucleotidiche - adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T) - si blocca su ciascuna unità di zucchero. La sequenza delle quattro basi crea il codice genetico per la produzione di proteine. I nucleotidi di due filamenti di DNA si legano l'un l'altro per formare la familiare struttura a doppia elica. Le regole di accoppiamento di base richiedono che A si leghi solo con T e C e si leghi solo con G. La cella deve rispettare queste regole di accoppiamento durante la replica per mantenere l'accuratezza ed evitare le mutazioni.

Replica

La replica è semi -conservativo: le eliche di nuova replica contengono un filo originale e uno appena sintetizzato. L'originale filamento funge da modello per la creazione del nuovo filone. Gli enzimi helicase decomprimono la struttura a doppia elica per esporre i due filamenti del modello. L'enzima DNA polimerasi è responsabile della lettura di ciascun nucleotide su un filo modello e dell'aggiunta della base complementare sul nuovo filamento allungato. Ad esempio, quando la polimerasi incontra una base G su un filo modello, aggiunge al nuovo filamento un'unità zucchero-fosfato contenente una base C.

Correzione di bozze

La DNA polimerasi è un enzima notevole . Non solo assembla nuovi filamenti di DNA una base alla volta, ma rivede anche il nuovo filone mentre procede. L'enzima è in grado di rilevare una base errata sul nuovo filamento, eseguire il backup di un'unità di zucchero, ritagliare la base errata, sostituirla con la base corretta e riprendere la replica del filo modello. La capacità di eliminare la base errata, chiamata attività di esonucleasi, è incorporata nei complessi della DNA polimerasi. La correzione di bozze porta a un tasso di accuratezza del 99 percento.

Corrispondenza errata

La replicazione accurata è abbastanza importante che le cellule hanno sviluppato un meccanismo di correzione degli errori secondario chiamato riparazione di disfunzioni del DNA per correggere gli errori della DNA polimerasi manca. Il macchinario di riparazione rileva i disallineamenti controllando la struttura dell'elica del DNA per le deformità. La famiglia di enzimi Mut rileva una mancata corrispondenza, identifica il filamento appena copiato, trova una posizione adatta a fendere il filamento e rimuove la parte contenente la mancata corrispondenza. DNA polimerasi quindi risintetizza la porzione rimossa. A differenza della riparazione single-base che la DNA polimerasi svolge durante la correzione, il meccanismo di riparazione delle mismatch può sostituire migliaia di basi per effettuare una riparazione.