13.7: Düzeltme

Genel Bakış

Yeni DNA moleküllerinin sentezi, DNA polimerazın nükleotitleri şablon DNA iplikçiğini tamamlayıcı bir dizide birbirine bağladığında başlar. DNA polimeraz, DNA replikasyonunda sadakati sağlamak için doğru taban için daha yüksek bir yakınlığa sahiptir. DNA polimeraz ayrıca çoğaltma sırasında, yeni doğan DNA iplikçiklerinden yanlış nükleotitleri kesen bir eksonekleaz etki alanı kullanarak kanıtlanıyor.

Çoğaltma Sırasındaki Hatalar DNA Polimeraz Enzimi Tarafından Düzeltilir

Genomik DNA, 5’ 3'e’ yön. Her hücre, DNA'daki hataları sentezlemede ve düzeltmede farklı roller oynayan bir dizi DNA polimeraz içerir; DNA polimeraz delta ve epsilon, nükleer DNA'yı kopyalarken düzeltme okuma yeteneğine sahiptir. Bu polimerazlar“ oku” her bir baz yeni ipliğe eklendikten sonra. Yeni eklenen baz yanlışsa, polimeraz yönü tersine çevirir (3’ den 5’ e hareket eder)  ve yanlış tabanı kesmek için bir eksonükleolitik alan kullanır. Daha sonra, doğru taban ile değiştirilir.

DNA Polimerazın Eksonükleaz Alanındaki Mutasyonlar Kanserlerle Bağlantılıdır

Düzeltme, mutasyonların yeni sentezlenen DNA'da oluşmasını önlemek için önemlidir, ancak düzeltme mekanizması başarısız olduğunda ne olur? Bir mutasyon DNA polimerazın ekonülaz etki alanını değiştirdiğinde, yanlış nükleotitleri kaldırma yeteneğini kaybeder. Sonuç olarak, mutasyonlar genom boyunca hızla birikebilir. Bu tür mutasyonlar çeşitli kanser türleri ile bağlantılı olmuştur.

Düşük Doğruluklu DNA Polimeraz Mutasyona Uğramış DNA Dizileri Oluşturabilir

Modifiye DNA polimerazlar laboratuvar biliminde, DNA'nın belirli parçalarının birçok kopyasını yapmak için bir in vitro tekniği olan polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) için kullanılır. Son ürünün mükemmel olması önemli olduğunda yüksek kaliteli polimerazlar kullanılırken, hataya açık PCR gibi bazı teknikler, kasıtlı olarak DNA'nın bir kısmında mutasyonlar oluşturmaya çalışmaktadır. Bu teknikler, düzeltme yeteneğini tehlikeye atmış polimerazlar kullanır.

- [Anlatıcı] DNA replikasyonu sırasında nükleotitler normalde şablonu tamamlayıcı sırayla yeni zincire eklenirler. Adenin timine, sitozin de guanine bağlanır. Ancak nükleotitler yanlış eşleşebilir. Örneğin adenin sitozinle. Bu hatalar replikasyon sırasında DNA sentezleyen enzim olan DNA polimerazı tarafından gerçekleştirilen düzeltme adımlarıyla önlenebilir veya düzeltilebilir. Öncelikle DNA polimerazının doğru eşleşen nükleotitlere çekimi daha fazladır, bu da yanlış eşleşme ihtimalini azaltır.

İkincisi, nükleotitler şablonla eşleşmeye başladığında DNA polimerazı üç boyutlu yapı değişikliği geçirir, böylece yanlış eşleşen nükleotitlerin ayrılma ihtimali artar. Doğru nükleotitlerin eklenmesi sağlanır. Üçüncüsü, yanlış bir nükleotit büyüyen bir DNA zincirine eklenmeyi başarırsa yapısal sorunlardan dolayı şablonla doğru eşleşmez.

Büyüyen zincirin 3' ucundaki bu yanlış eşleşme DNA sentezinin durmasına neden olur. Daha sonra 3' ucu DNA polimerazındaki belli bir eksonükleaz bölgesine gider, böylece 3' ucundaki nükleotitler 5' doğrultusuna alınır. Bu eksonükleolitik düzeltme adımında yanlış eşleşen uç çıkarılır ve doğru nükleotitler onun yerini alır.