Синтез новых молекул ДНК начинается, когда полимераза ДНК соединяет нуклеотиды в последовательности, которая дополняет цепь ДНК-шаблона. Полимераза ДНК имеет более высокое сродство к правильной базе, чтобы обеспечить правильную репликацию ДНК. Полимераза ДНК, кроме того, корректируется во время репликации, используя домен экзонуклеазы, который отсекает неправильные нуклеотиды от зарождающейся нити ДНК.
Геномная ДНК синтезируется в направлении от 5′ до 3′ Каждая клетка содержит ряд полимераз ДНК, которые играют различные роли в синтезе и исправлении ошибок в ДНК; Дельта полимеразы ДНК и эпсилон обладают способностью корректирования при репликации ядерной ДНК. Эти полимеразы «читают» каждую базу после того, как она добавляется в новую нить. Если вновь добавленная база неверна, полимераза меняет направление (движется от 3′ до 5′) и использует экзонуклеолитический домен, чтобы отрезать неправильную базу. Впоследствии он заменяется правильной базой.
Проверка важна для предотвращения мутаций в недавно синтезированной ДНК, но что происходит, когда механизм корректирования не удается? Когда мутация изменяет область экзонуклеазы полимеразы ДНК, она теряет способность удалять неправильные нуклеотиды. Вследствие этого мутации могут быстро накапливаться по всему геному. Этот тип мутации был связан с различными видами рака.
Модифицированные полимеразы ДНК используются в лабораторных науках для полимеразной цепной реакции (ПЦР), метода in vitro для изготовления многих копий конкретных фрагментов ДНК. В то время как полимеразы высокой точности используются, когда важно, чтобы конечный продукт был совершенным, некоторые методы, такие как подверженные ошибкам ПЦР, стремятся генерировать мутации в участке ДНК нарочно. Эти методы используют полимеразы, которые скомпрометировали способность корректирования.
