Replikointivirheet

Replikointivirheet ovat DNA:n replikaation aikana syntyviä virheitä, jotka johtavat virheellisesti kopioituun perimään. Tyypillisiä virheitä ovat emästen väärä pariutuminen (emäsvaihdokset), lisäykset tai poistumat (indels) sekä lipsuminen toistuvilla alueilla, jolloin syntyy pieniä, mutta mahdollisesti merkittäviä muutoksia. Suurin osa virheistä korjautuu ennen solun jakautumista, mutta osa jää pysyviksi mutaatioiksi ja vaikuttaa yksilön perimään.

Tyypit ja mekanismit. Replikointivirheit voivat ilmetä emäsvaihdoksina, insertioina/deletioina sekä suurimmassa osassa elämää suhteellisen pieninä indelseinä, erityisesti toistuvilla sekvensseillä. Virheitä syntyy, kun DNA-polymeraasit tekevät virheellisen pariutumisen tai kun tautomeriset muutokset muuttavat emästen paritusominaisuuksia. DNA-polymeraasin proofreading-aktiviteetti ja jälkikäteen suoritetut korjausmekanismit, kuten mismatch repair (MMR), poistavat suurimman osan näistä virheistä. Eri organismien replikaatiorakenteet sisältävät myös translesionsynteesiä käyttävän joustavan polymeraasin, joka mahdollistaa ohituksen vaurioituneen templatin, mutta voi lisätä virheiden määrää.

Tuket ja vaikutukset. Replikointivirheet muodostavat geneettistä variaatiota, joka on sekä evoluution perusta että mahdollinen alttius sairauksille. Pysyvät mutaatiot voivat vaikuttaa geenin koodaukseen, säätelyalueisiin tai genomian rakenteeseen, mikä voi lisääntyneessä määrin liittyä syövän kehittymiseen tai muihin perinnöllisiin sairauksiin. Tutkimus näissä virheissä kattaa mutaatioreaktiot, korjausjärjestelmien toiminnan sekä niiden virheiden syntytapojen säätelyn solutasolla.

Käytännön merkitys. Ymmärrys replikointivirheistä tarjoaa selityksen mutaation syntyyn, mutaationopeuksiin ja tuntemaan sairauksien kehitykseen liittyviä mekanismeja, sekä ohjaa tutkimusta, joka tähtää korjausjärjestelmien vahvistamiseen ja hoitojen kehittämiseen.