FacebookTwitterEmailPrint
Hvad er DNA-replikation?
DNA-replikation er den proces, hvor dine celler skaber nøjagtige kopier af deres genetiske kode. For at gøre dette er dine celler afhængige af de nukleotider, der udgør dit DNA. Nukleotider er sammensat af en fosfatgruppe, et sukker med fem kulstofatomer og en af fire nitrogenbaser: adenin, thymin, cytosin og guanin – ofte forkortet til A, T, C og G. Disse baser har et bestemt bindingsmønster, hvor A binder sig til T, og C binder sig til G, for at danne nukleotidpar. De bundne nukleotidpar danner en snoet stige-lignende struktur kaldet en dobbelthelix, hvor hvert trin på stigen er et par bundet nukleotider.
For at replikere DNA brydes bindingerne mellem nukleotidbaserne, så dobbelthelixen deler sig i to. Ved hjælp af et enzym kaldet DNA-polymerase bindes hver base derefter til en ny partner – som tidligere, A med T og C med G – for at danne en ny DNA-streng. Dette specifikke bindingsmønster resulterer i, at der skabes to kopier af DNA-molekylet ud fra den oprindelige version.
I nogle tilfælde vil DNA-polymerase ved et uheld matche de forkerte baser sammen, f.eks. ved at binde et A med et C i stedet for et T. Dette er et problem, da denne slags fejl kan resultere i en mutation, en arvelig ændring i DNA’et. For at undgå dette “læser DNA-polymerase korrektur” og stopper replikationen, hvis den opdager en fejl. Når andre enzymer retter fejlen, kan DNA-polymerase genoptage og fortsætte, indtil DNA-replikationsprocessen er afsluttet. Denne korrekturlæsningsaktivitet er så effektiv, at der i gennemsnit kun sker én mutation for hver 100 millioner baser.
Hvorfor replikerer DNA?
DNA-replikation spiller en vigtig rolle i cellernes vækst og fornyelse. Organismer i vækst skaber hele tiden nye celler, efterhånden som de udvikler sig til en større krop. Og med tiden kan nogle celler blive beskadiget, blive gamle eller dø. For at holde din krop velfungerende er det vigtigt, at disse celler hurtigt erstattes med nye celler. Cellerne opnår denne fornyelse og vækst gennem celledelingsprocessen, hvor en celle deler sig i to dele for at danne to nye celler. For at en celle kan dele sig, skal den først lave en kopi af sit eget DNA, som er den genetiske kode, den har brug for for at kunne fungere korrekt. Det er meget vigtigt, at dit DNA replikeres nøjagtigt, så de nye celler får en nøjagtig kopi af din genetiske sekvens.
Hvordan blev DNA-replikationsprocessen opdaget?
I mange år var forskerne usikre på, hvordan en celle replikerede sit DNA. Der blev foreslået tre konkurrerende teorier. Den første teori, kendt som den konservative model, gik ud fra, at den oprindelige DNA-dobbeltspiral forblev fuldstændig intakt, og at den nye kopi ikke lånte nogen molekyler fra den oprindelige. Den semikonservative model foreslog, at DNA afvikles under replikationen, og at hver streng tjener som skabelon for en ny syntese. Endelig mente man i den dispersive model, at den oprindelige dobbeltspiral blev brudt i mange små stykker, og at nogle af disse stykker endte i hver ny streng.
Debatten blev endelig løst i 1958 af to videnskabsmænd ved navn Matthew og Franklin Stahl. I et nu berømt biologisk eksperiment dyrkede de bakterier i en særlig opløsning for at mærke alle cellernes DNA med en markør. Derefter brugte de en anden markør til kun at mærke det DNA, der var nysyntetiseret. De opdagede, at replikeret DNA altid indeholdt en streng fra det oprindelige DNA-molekyle og en streng, der var nyligt dannet. Dette beviste, at den semikonservative model for DNA-replikation var korrekt.