Las polimerasas translesionales (TLS) rescatan las ADN polimerasas estancadas en sitios de bases dañadas reemplazando la polimerasa replicativa e instalando un nucleótido a través del sitio dañado. Al hacerlo, TLS permite tiempo adicional para que la célula repare el daño antes de reanudar la replicación regular del ADN.

Las polimerasas TLS se encuentran en los tres dominios de la vida: arqueas, bacterias y eucariotas. De las diferentes clases de polimerasas TLS, los miembros de la familia Y están equipados con estructuras especializadas que están optimizadas para llevar a cabo la síntesis de ADN TLS.

A pesar de compartir similitudes estructurales, las polimerasas de la familia Y difieren de las polimerasas replicativas en ciertas formas clave que les permiten realizar TLS. Las polimerasas de la familia Y carecen del dominio exonucleasa intrínseco de 3′ a 5′ de las ADN polimerasas replicativas que les permite corregir la hebra recién replicada. Otra diferencia clave es el sitio activo más grande y abierto de las polimerasas TLS de la familia Y que pueden adaptarse a bases voluminosas modificadas químicamente, incluidas bases unidas covalentemente en un dímero de timina-timina.

Durante la síntesis de ADN TLS, la polimerasa TLS debe extender la hebra más allá de la inserción a través del sitio dañado. Si la polimerasa replicativa se restablece justo después de que la polimerasa TLS inserta una base, la actividad de revisión de la exonucleasa 3′ a 5′ de la polimerasa replicativa reconocerá y eliminará la base insertada. La duración de la extensión de la polimerasa TLS depende de la vía seguida. Para una vía no mutagénica, el número de inserciones puede ser 5, mientras que para una vía de cambio de marco, la inserción será de 4 nucleótidos.