Proofreading
Deutsch: Korrekturlesefunktion, Korrekturlesen
Definition
Als Proofreading bezeichnet man in der Genetik die Fähigkeit von DNA-Polymerasen, Fehler während des Replikationsprozesses zu erkennen und diese enzymatisch zu korrigieren. Das Korrekturlesen ist einer von mehreren Mechanismen des DNA-Reparaturvorgangs.
siehe auch: Nukleotid-Exzisionsreparatur
Hintergrund
Bei Bakterien haben alle drei DNA-Polymerasen (I, II und III) die Fähigkeit, mittels einer 3′-5′-Exonuklease-Aktivität, Synthesefehler zu korrigieren. Von den 5 eukaryotischen DNA-Polymerasen haben nur δ und ε eine 3′-5′-Exonuklease-Aktivität.
Molekulargenetik
Die DNA-Polymerase erkennt zunächst, welcher Strang der neu synthetisierten DNA-Doppelhelix den Fehler enthält und korrigiert den Einbau eines falschen Nukleotids unmittelbar durch eine 3′-5′-Exonuklease-Aktivität. Die DNA-Polymerase "geht" dabei einen Schritt zurück, schneidet das falsche Nukleotid aus und baut im nächsten Syntheseschritt das korrekte komplementäre Nukleotid ein. Anschließend sorgt sie für eine Wiederverknüpfung der DNA-Fragmente.
Von Bedeutung ist die Proofreading-Aktivität auch bei der PCR-Reaktion. Um die Fehleranfälligkeit einer PCR-Reaktion möglichst gering zu halten, muss darauf geachtet werden, dass die eingesetzten DNA-Polymerasen eine Proofreading-Aktivität besitzen.
Klinische Relevanz
Das Ausmaß des Korrekturlesens in der DNA-Replikation bestimmt die Mutationsrate. Ist die Proofreading-Aktivität durch eine Mutation inaktiviert, kommt es während der Replikation zu einer Anhäufung von Mutationen, die bei fortlaufender Proliferation der Zellen zu einer pathogenen Entwicklung beitragen.
Literatur
- "Basiswissen Humangenetik" - Christian P. Schaaf, Johannes Zschocke, Springer-Verlag, 2. Auflage