Transläsions-DNA-Polymerasen

Während der Replikation befestigt eine Schiebeklemme, die in Bakterien eine β-Untereinheit oder in Eukaryoten das proliferierende zelluläre Kernantigen - PCNA - ist, die Polymerase an der DNA, während sie sich entlang des Strangs bewegt, und katalysiert so die neue DNA-Synthese.

Wenn diese replikative Polymerase an einer beschädigten Base oder Region festhält, modifizieren spezialisierte Enzyme diese Gleitklemme kovalent durch Zugabe von Ubiquitin- oder SUMO-Proteinen. Die Modifikation löst die Freisetzung der replikativen Polymerase und die Rekrutierung einer speziellen Polymerase namens Transläsions-DNA-Polymerase oder TLS-Polymerase an der geschädigten Stelle durch Wechselwirkungen mit der Klemme aus.

Als nächstes fügt die TLS-Polymerase ein Nukleotid über die geschädigte Stelle ein, in einem Prozess, der als "Transläsions-DNA-Synthese" bezeichnet wird. Sobald sich die entstehende DNA-Kette über die Läsion hinaus erstreckt hat, wird die chemische Modifikation von der Klemme gelöst und die TLS-Polymerase mit der replikativen DNA-Polymerase der Zelle geschaltet. Mit der Bindung der replikativen Polymerase wird die genaue DNA-Replikation wieder aufgenommen.

Im Gegensatz zur Schadensreparatur gibt es keine Wiederherstellung der ursprünglichen DNA-Sequenz, und der Schaden oder die Läsion ist immer noch in der DNA vorhanden, so dass das Phänomen als Schadenstoleranz beschrieben wird.

Während der Replikation können einige TLS-Polymerasen dem neuen Strang zufällig die richtigen Nukleotide hinzufügen, andere können anfällig für Fehler sein, die zu Mutationen führen. Die Art der Läsion bestimmt oft die Genauigkeit der Polymerase. Zum Beispiel - wenn der Fehler eine abbasische Stelle ist, gibt es keine kodierende Information für die Polymerase, um das richtige Nukleotid während der Replikation hinzuzufügen. In Archaeen fügt die Polymerase Dpo4 bevorzugt ein Adenin gegenüber einer abbasischen Stelle hinzu - aber andere Polymerasen können ähnliche Läsionen auf unterschiedliche Weise fixieren.