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13.7: Revisão

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13.7: Proofreading

13.7: Revisão


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.

Visão Geral

A síntese de novas moléculas de DNA começa quando a DNA polimerase une nucleótidos em uma sequência que é complementar à cadeia molde do DNA. A DNA polimerase tem uma maior afinidade pela base correta para garantir fidelidade na replicação do DNA. A DNA polimerase faz também revisão durante a replicação, usando um domínio de exonuclease que corta nucleótidos incorretos da nova cadeia de DNA.

Erros Durante a Replicação são Corrigidos pela Enzima DNA Polimerase

O DNA genómico é sintetizado na direção de 5’ a 3’. Cada célula contém uma série de DNA polimerases que desempenham diferentes papéis na síntese e correção de erros do DNA; As DNA polimerases delta e epsilon possuem capacidade de revisão ao replicar DNA nuclear. Essas polimerases “lêem” cada base depois de adicionadas à nova cadeia. Se a base recém-adicionada estiver incorreta, a polimerase inverte a direção (movendo-se de 3’ para 5’) e usa um domínio exonucleolítico para cortar a base incorreta. Posteriormente, é substituída pela base correta.

Mutações no Domínio de Exonuclease da DNA Polimerase estão Ligadas a Cancros

A revisão é importante para evitar que ocorram mutações no DNA recém-sintetizado, mas o que acontece quando o mecanismo de revisão falha? Quando uma mutação altera o domínio de exonuclease da DNA polimerase, ela perde a capacidade de remover nucleótidos incorretos. Como consequência, podem acumular-se mutações rapidamente ao longo do genoma. Esse tipo de mutação tem sido ligado a vários tipos de cancro.

DNA Polimerase de Baixa Fidelidade Pode Gerar Sequências de DNA Mutantes

DNA Polimerases modificadas são usadas em ciência de laboratório para a reação em cadeia da polimerase (PCR), uma técnica in vitro para produzir muitas cópias de fragmentos específicos de DNA. Enquanto que polimerases de alta fidelidade são usadas quando é importante que o produto final seja perfeito, algumas técnicas propensas a erros, como PCR, procuram produzir mutações de propósito em uma porção de DNA. Essas técnicas utilizam polimerases que têm a capacidade de revisão comprometida.

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