13.7: Korekta

Przegląd

Synteza nowych cząsteczek DNA rozpoczyna się, gdy polimeraza DNA łączy ze sobą nukleotydy w sekwencję komplementarną do matrycowej nici DNA. Polimeraza DNA ma większe powinowactwo do właściwej zasady, aby zapewnić wierność replikacji DNA. Polimeraza DNA jest ponadto korygowana podczas replikacji, przy użyciu domeny egzonukleazy, która odcina nieprawidłowe nukleotydy od powstającej nici DNA.

Błędy podczas replikacji są korygowane przez enzym polimerazę DNA

Genomowe DNA jest syntetyzowane w kierunku od 5′ do 3′. Każda komórka zawiera pewną liczbę polimeraz DNA, które odgrywają różne role w syntezie i korygowaniu błędów w DNA; Polimeraza DNA, delta i epsilon mają zdolność korekty podczas replikacji jądrowego DNA. Te polimerazy “czytają” każdą zasadę po dodaniu jej do nowego pasma. Jeśli nowo dodana zasada jest nieprawidłowa, polimeraza odwraca kierunek (poruszając się od 3′ do 5′) i wykorzystuje domenę egzonukleolityczną do odcięcia niewłaściwej zasady. Następnie jest zastępowany odpowiednią podstawą.

Mutacje w domenie egzonukleazy polimerazy DNA są związane z nowotworami

Korekta jest ważna dla zapobiegania występowaniu mutacji w nowo zsyntetyzowanym DNA, ale co się dzieje, gdy mechanizm korekty zawiedzie? Kiedy mutacja zmienia domenę egzonukleazy polimerazy DNA, traci ona zdolność do usuwania nieprawidłowych nukleotydów. W konsekwencji mutacje mogą szybko kumulować się w całym genomie. Ten rodzaj mutacji został powiązany z różnymi rodzajami raka.

Polimeraza DNA o niskiej wierności może generować zmutowane sekwencje DNA

Zmodyfikowane polimerazy DNA są wykorzystywane w naukach laboratoryjnych do reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), techniki in vitro do tworzenia wielu kopii określonych fragmentów DNA. Podczas gdy polimerazy o wysokiej wierności są stosowane, gdy ważne jest, aby produkt końcowy był doskonały, niektóre techniki, takie jak podatny na błędy PCR, mają na celu celowe generowanie mutacji w odcinku DNA. Techniki te wykorzystują polimerazy, które mają ograniczoną zdolność korekty.