La síntesis de nuevas moléculas de ADN comienza cuando la polimerasa del ADN une los nucleótidos en una secuencia complementaria a la cadena de ADN de la plantilla. La polimerasa del ADN tiene una mayor afinidad por la base correcta para garantizar la fidelidad en la replicación del ADN. Además, la polimerasa del ADN revisa durante la replicación, utilizando un dominio de exonucleasa que corta los nucleótidos incorrectos de la cadena de ADN naciente.
El ADN genómico se sintetiza en la dirección de 5′ a 3′. Cada célula contiene una serie de polimerasas de ADN que desempeñan diferentes papeles en la síntesis y corrección de errores en el ADN; El delta de la polimerasa de ADN y el épsilon poseen capacidad de corrección al replicar ADN nuclear. Estas polimerasas “leen” cada base después de que se agrega a la nueva hebra. Si la base recién agregada es incorrecta, la polimerasa invierte la dirección (moviéndose de 3′ a 5′) y utiliza un dominio exonucleolítico para cortar la base incorrecta. Posteriormente, se sustituye por la base correcta.
La corrección es importante para prevenir que se produzcan mutaciones en el ADN recién sintetizado, pero ¿qué sucede cuando falla el mecanismo de corrección? Cuando una mutación altera el dominio de la exonucleasa de la polimerasa del ADN, pierde la capacidad de eliminar nucleótidos incorrectos. En consecuencia, las mutaciones pueden acumularse rápidamente a lo largo del genoma. Este tipo de mutación se ha relacionado con varios tipos de cáncer.
Las polimerasas de ADN modificadas se utilizan en la ciencia de laboratorio para la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), una técnica in vitro para hacer muchas copias de fragmentos específicos de ADN. Mientras que las polimerasas de alta fidelidad se utilizan cuando es importante que el producto final sea perfecto, algunas técnicas, como la PCR propensa a errores, buscan generar mutaciones en un tramo de ADN a propósito. Estas técnicas utilizan polimerasas que han comprometido la capacidad de corrección.
