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13.7: Korrekturen
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PROTOKOLLE

13.7: Korrekturen

Überblick

Die Synthese neuer DNA-Moleküle beginnt, wenn die DNA-Polymerase Nucleotide in einer Sequenz miteinander verbindet, die komplementär zum Template-DNA-Strang ist. Die DNA-Polymerase hat eine höhere Affinität für die richtige Base, um die Genauigkeit der DNA-Replikation zu gewährleisten. Die DNA-Polymerase liest außerdem während der Replikation mit Hilfe einer Exonukleasedomäne, die die falschen Nucleotide vom entstehenden DNA-Strang abschneidet, Korrekturen durch.

Fehler während der Replikation werden durch das DNA-Polymerase-Enzym korrigiert

Die genomische DNA wird in der 5 bis 3 Richtung synthetisiert. Jede Zelle enthält eine Anzahl von DNA-Polymerasen, die unterschiedliche Rollen bei der Synthese und Korrektur von Fehlern in der DNA spielen. Die DNA-Polymerasen delta und epsilon besitzen die Fähigkeit zum Korrekturlesen bei der Replikation von Kern-DNA. Diese Polymerasen überprüfen jede Base, nachdem sie dem neuen Strang hinzugefügt wurde. Wenn die neu hinzugefügte Base falsch verknüpft wurde, kehrt die Polymerase die Richtung um (von 3 zu 5) und verwendet eine exonukleolytische Domäne, um die falsche Base abzutrennen. Anschließend wird sie durch die richtige Base ersetzt.

Mutationen in der Exonuklease-Domäne der DNA-Polymerase hängen mit Krebserkrankungen zusammen

Korrekturlesen ist wichtig, um zu verhindern, dass Mutationen in neu synthetisierter DNA auftreten. Was passiert aber, wenn der Korrekturlesemechanismus ausfällt? Wenn eine Mutation die Exonukleasedomäne der DNA-Polymerase verändert, verliert sie die Fähigkeit, falsche Nucleotide zu entfernen. Die Folge ist, dass sich Mutationen schnell im gesamten Genom anhäufen können. Diese Art von Mutation wird mit verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht.

Die Low-Fidelity-DNA-Polymerase kann mutierte DNA-Sequenzen erzeugen

Modifizierte DNA-Polymerasen werden in der Laborwissenschaft für die Polymerase-Kettenreaktion (PKR) verwendet, eine in vitro Technik zur Herstellung vieler Kopien von spezifischen DNA-Fragmenten. Während High-Fidelity-Polymerasen verwendet werden, wenn es wichtig ist, dass das Endprodukt perfekt ist, versuchen einige Techniken, wie z.B. die fehleranfällige PKR, absichtlich Mutationen in einem DNA-Abschnitt zu erzeugen. Diese Techniken verwenden Polymerasen, die die Fähigkeit des Korrekturlesens beeinträchtigt haben.


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