Isi
Asam deoksiribonukleat, atau DNA, mengandung informasi genetik yang diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Di dalam tubuh Anda, setiap sel mengandung setidaknya satu set seluruh pelengkap genetik Anda, bertempat di 23 kromosom berbeda. Faktanya, sebagian besar sel Anda memiliki dua set, satu dari masing-masing orangtua. Sebelum sel dapat membelah, sel tersebut harus mereplikasi DNA secara akurat sehingga setiap sel anak menerima informasi genetik yang lengkap dan benar. Replikasi DNA mencakup proses proofreading yang membantu memastikan akurasi.
Struktur DNA
DNA adalah molekul panjang dengan tulang punggung gula dan gugus fosfat bergantian. Satu dari empat basa nukleotida - adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan timin (T) - menggantung setiap unit gula. Urutan keempat basa menciptakan kode genetik untuk pembuatan protein. Nukleotida dari dua untai DNA saling mengikat untuk membentuk struktur heliks ganda yang lazim. Aturan pairing dasar mensyaratkan bahwa A hanya mengikat dengan T dan C hanya mengikat dengan G. Sel harus mematuhi aturan pairing ini selama replikasi untuk menjaga akurasi dan menghindari mutasi.
Replikasi
Replikasi bersifat semi-konservatif: heliks yang baru direplikasi berisi untai asli dan yang baru disintesis. Untai asli berfungsi sebagai templat untuk pembuatan untai baru. Enzim helicase membuka ritsleting struktur heliks ganda untuk mengekspos dua untai cetakan. Enzim DNA polimerase bertanggung jawab untuk membaca setiap nukleotida pada untai cetakan dan menambahkan basa pelengkap pada untaian baru yang memanjang. Misalnya, ketika polimerase bertemu dengan basa G pada untai cetakan, itu menambah untai baru unit gula-fosfat yang mengandung basa C.
Proofreading
DNA polimerase adalah enzim yang luar biasa. Tidak hanya merakit untai DNA baru satu basis pada satu waktu, itu juga mengoreksi untai baru saat diproses. Enzim dapat mendeteksi basa yang salah pada untai baru, mencadangkan satu unit gula, memotong basa yang buruk, menggantinya dengan basa yang benar dan melanjutkan mereplikasi untai cetakan. Kemampuan untuk menghilangkan basa yang salah, yang disebut aktivitas exonuclease, dibangun ke dalam kompleks DNA polimerase. Proofreading menghasilkan tingkat akurasi sekitar 99 persen.
Perbaikan Ketidakcocokan
Replikasi yang akurat cukup penting sehingga sel-sel telah mengembangkan mekanisme koreksi kesalahan sekunder yang disebut perbaikan ketidakcocokan DNA untuk memperbaiki kesalahan yang dilewatkan oleh DNA polimerase. Mesin perbaikan mendeteksi ketidakcocokan dengan memeriksa struktur heliks DNA untuk kelainan bentuk. Kelompok mut dari enzim mendeteksi ketidakcocokan, mengidentifikasi untai yang baru disalin, menemukan lokasi yang cocok untuk membelah untai dan menghilangkan bagian yang mengandung ketidakcocokan. DNA polimerase kemudian mensintesis ulang bagian yang dihilangkan. Berbeda dengan perbaikan basa tunggal yang dilakukan DNA polimerase saat mengoreksi, mekanisme perbaikan ketidakcocokan dapat menggantikan ribuan basis untuk membuat satu perbaikan.