Contenuto
L'acido desossiribonucleico, o DNA, contiene le informazioni genetiche trasmesse da una generazione all'altra. Nel tuo corpo, ogni cellula contiene almeno un set del tuo intero complemento genetico, ospitato in 23 diversi cromosomi. In effetti, la maggior parte delle celle ha due set, uno per 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 lunga molecola 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) - pende da ogni 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 si leghi solo con G. La cella deve obbedire a queste regole di accoppiamento durante la replica per mantenere l'accuratezza ed evitare mutazioni.
replicazione
La replica è semi-conservativa: le eliche appena replicate contengono un filo originale e uno appena sintetizzato. Il filo originale funge da modello per la creazione del nuovo filo. Gli enzimi elicasi 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 filamento di 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 filo 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 corregge le bozze del nuovo filamento mentre procede. L'enzima può rilevare una base errata sul nuovo filamento, eseguire il backup di un'unità di zucchero, estrarre la base difettosa, sostituirla con la base corretta e riprendere a replicare il filamento del modello. La capacità di eliminare la base errata, chiamata attività esonucleasica, è integrata nei complessi di DNA polimerasi. La correzione di bozze determina un tasso di precisione di circa il 99 percento.
Riparazione non corrispondente
Una replica accurata è abbastanza importante che le cellule hanno sviluppato un meccanismo di correzione degli errori secondario chiamato riparazione del disadattamento del DNA per correggere gli errori che la DNA polimerasi manca. Il macchinario di riparazione rileva disallineamenti ispezionando la struttura dell'elica del DNA per individuare eventuali deformità. La famiglia di enzimi Mut rileva una mancata corrispondenza, identifica il filo appena copiato, trova una posizione adatta per scindere il filo e rimuove la porzione contenente la mancata corrispondenza. La DNA polimerasi quindi ridimensiona la porzione rimossa. A differenza della riparazione a base singola che la DNA polimerasi esegue durante la correzione di bozze, il meccanismo di riparazione non corrispondente può sostituire migliaia di basi per effettuare una riparazione.