Kopiointivirheet

Kopiointivirheet ovat virheitä, jotka syntyvät kun DNA:tä kopioidaan uusiksi solujen jakautuessa. Ne kattavat sekä pieniä muutoksia että rakenteellisia virheitä genomissa. Kopiointivirheet ovat tärkeä lähde geneettiselle vaihtelulle, mutta ne voivat myös johtaa sairauksiin, jos ne vaikuttavat tärkeisiin geeneihin tai kromosomirakenteisiin.

Keskeisiä mekanismeja ovat DNA-polymeraasin virheet (misincorporation), replikaation aikana tapahtuva slippaus toistuvilla alueilla sekä kemialliset vauriot kuten deaminaatio ja oksidatiivinen DNA-vaurio. Näistä voi seurata emästen muutoksia, lisäyksiä tai poistoja sekä rakenteellisia virheitä kuten duplicaatioita, deleetioita ja siirtymiä kromosomeissa.

Korjausmekanismit: DNA-polymeraasin proofreading poistaa virheellisesti lisätyt emäkset ja mismatch repair -järjestelmä tunnistaa ja korjaa jäljelle jääneet virheet. Näiden mekanismien yhteisvaikutus pitää virheiden määrän alhaisena; arvioiden mukaan noin 10^-9–10^-10 virheitä per emäspari per replikaatio, kun korjaus toimii. Ilman korjausmekanismeja virheiden määrä per replikaatio olisi huomattavasti suurempi.

Seuraukset ja sovellukset: Kopiointivirheet voivat muuttaa geenituotteita, johtaa solujen toimintahäiriöihin ja selittää osan syöpien sekä perinnöllisten tautien synnystä. Esimerkkejä ovat toistuvien emästen laajentumat (triplet-repeat) kuten Huntingtonin tauti sekä muut mutaatiotyypit. Tutkimuksessa kopiointivirheitä seurataan sekvensoinnilla ja genomitutkimuksissa arvioidaan niiden esiintymistä sekä vaikutuksia yksilön terveyteen.