Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.7: Proeflezen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Proofreading
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT

13.7: Proofreading

13.7: Proeflezen

Overview

Synthesis of new DNA molecules starts when DNA polymerase links nucleotides together in a sequence that is complementary to the template DNA strand. DNA polymerase has a higher affinity for the correct base to ensure fidelity in DNA replication. The DNA polymerase furthermore proofreads during replication, using an exonuclease domain that cuts off incorrect nucleotides from the nascent DNA strand.

Errors during Replication Are Corrected by the DNA Polymerase Enzyme

Genomic DNA is synthesized in the 5’ to 3’ direction. Each cell contains a number of DNA polymerases that play different roles in synthesizing and correcting mistakes in DNA; DNA polymerase delta and epsilon possess proofreading ability when replicating nuclear DNA. These polymerases “read” each base after it is added to the new strand. If the newly-added base is incorrect, the polymerase reverses direction (moving from 3’ to 5’) and uses an exonucleolytic domain to cut off the incorrect base. Subsequently, it is replaced with the correct base.

Mutations in the Exonuclease Domain of DNA Polymerase Are Linked to Cancers

Proofreading is important for preventing mutations from occurring in newly-synthesized DNA, but what happens when the proofreading mechanism fails? When a mutation alters the exonuclease domain of DNA polymerase, it loses the ability to remove incorrect nucleotides. In consequence, mutations can accumulate rapidly throughout the genome. This type of mutation has been linked to various types of cancer.

Low-Fidelity DNA Polymerase Can Generate Mutated DNA Sequences

Modified DNA polymerases are used in laboratory science for polymerase chain reaction (PCR), an in vitro technique for making many copies of specific fragments of DNA. While high-fidelity polymerases are used when it is important that the end product is perfect, some techniques, such as error-prone PCR, seek to generate mutations in a stretch of DNA on purpose. These techniques use polymerases that have compromised proofreading ability.

Overzicht

De synthese van nieuwe DNA-moleculen begint wanneer DNA-polymerase nucleotiden met elkaar verbindt in een sequentie die complementair is aan de template-DNA-streng. DNA-polymerase heeft een hogere affiniteit voor de juiste base om betrouwbaarheid bij DNA-replicatie te garanderen. Het DNA-polymerase wordt bovendien proeflezen tijdens replicatie, met behulp van een exonuclease-domein dat onjuiste nucleotiden afsnijdt van de ontluikende DNA-streng.

Fouten tijdens 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 bezitten 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 de polymerase van richting om (van 3 'naar 5') en gebruikt een exonucleolytisch domein om de verkeerde base af te snijden. Vervolgens wordt het vervangen door de juiste basis.

Mutaties in het exonuclease-domein 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 exonuclease-domein van DNA-polymerase verandert, verliest het het vermogen om onjuiste nucleotiden te verwijderen. Als gevolg hiervan kunnen mutaties zich snel door het 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 laboratoriumwetenschappen gebruikt voor polymerasekettingreactie (PCR), een in vitro techniek om veel kopieën te maken van specifieke fragmenten van DNA. Hoewel high-fidelity-polymerasen worden gebruikt wanneer het belangrijk is dat het eindproduct perfect is, zoeken sommige technieken, zoals foutgevoelige PCR,om met opzet mutaties in een stuk DNA te genereren. Deze technieken maken gebruik van polymerasen die het proefleesvermogen hebben aangetast.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter