$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De synthese van nieuwe DNA-moleculen wordt uitgevoerd door het enzym DNA-polymerase, dat nucleotiden aan de dochterstreng toevoegt die complementair zijn aan de template-DNA-streng. DNA-polymerase heeft een hogere affiniteit om de juiste base toe te voegen en zorgt voor betrouwbaarheid tijdens DNA-replicatie. Bovendien vertoont het proefleesactiviteit tijdens replicatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een exonucleasedomein dat onjuiste nucleotiden uit de ontluikende DNA-streng afsnijdt.
Fouten tijdens de replicatie worden gecorrigeerd door het DNA-polymerase-enzym
Genomisch DNA wordt gesynthetiseerd in de richting van 5’ naar 3’. Elke cel bevat een aantal DNA-polymerasen die verschillende rollen spelen bij het synthetiseren en corrigeren van fouten in het DNA. DNA-polymerase delta en epsilon beschikken bijvoorbeeld over proefleesvermogen bij het repliceren van nucleair DNA. Deze polymerasen ‘lezen’ elke base nadat deze aan de nieuwe streng is toegevoegd. Als de nieuw toegevoegde base onjuist is, keert het polymerase de richting om (van 3’ naar 5’) en gebruikt het een exonucleolytisch domein om de onjuiste base af te snijden. Vervolgens wordt de weggesneden basis vervangen door de juiste basis.
Mutaties in het exonucleasedomein van DNA-polymerase zijn gekoppeld aan kankers
Proeflezen is belangrijk om te voorkomen dat mutaties optreden in nieuw gesynthetiseerd DNA, maar wat gebeurt er als het proefleesmechanisme faalt? Wanneer een mutatie het exonucleasedomein van DNA-polymerase verandert, verliest het het vermogen om onjuiste nucleotiden te verwijderen. Als gevolg hiervan kunnen mutaties zich snel in het hele genoom ophopen. Dit type mutatie is in verband gebracht met verschillende soorten kanker.
Low-fidelity DNA-polymerase kan gemuteerde DNA-sequenties genereren
Gemodificeerde DNA-polymerasen worden in de laboratoriumwetenschap gebruikt voor polymerasekettingreactie (PCR), een in vitro techniek voor het maken van veel kopieën van specifieke DNA-fragmenten. Hoewel hifi-polymerasen worden gebruikt als het belangrijk is dat het eindproduct perfect is, proberen sommige technieken, zoals foutgevoelige PCR, met opzet mutaties in een stuk DNA te genereren. Deze technieken maken gebruik van polymerasen die het proefleesvermogen in gevaar brengen.
