Редагування помилок

Упізнання комплементарної пари основ активним центром ДНК-полімерази перед здійсненням каталізу полімеразної реакції забезпечує частоту помилкового включення нуклеотидів на рівні ~10^–5 (основне джерело помилок – таутомерія азотистих основ. Оскільки ДНК синтезується раз і назавжди перед її передачею нащадкам, такий рівень помилок не може вважатися задовільним. Відповідно, ДНК-полімерази реалізують ефективний механізм редагування, використовуючи свій 3′-екзонуклеазний активний центр (рис. 9).

Рис. 9. Редагування помилок: схематичний вид «зверху» на ДНК-полімеразу (див. рис. 5).

Два каталітичні центри, розташовані на відстані до 30 Å, конкурують за 3′-кінець ланцюга, що синтезується. Якщо внаслідок приєднання помилкового нуклеотиду утворилася некомплементарна (нестабільна) пара основ, її спорідненість до полімеразного центру знижується, і 3′-кінець переміщується до екзонуклеазного центру. Подвійна спіраль ДНК при цьому прокручується навколо своєї осі, зберігаючи взаємодії маленького жолобка з великим пальцем, а ДНК-полімераза залишається у відкритій конформації. Помилковий нуклеотид відщеплюється, унаслідок чого відновлюється стабільність кінцевої пари основ. За рахунок більш високої спорідненості стабільної пари до полімеразного центру, 3′-кінець повертається туди, і ДНК-полімераза здійснює нову спробу його подовження.

У результаті такої осциляції полімерази з перемиканням активності між двома центрами рівень помилок знижується до ~10^–8. Остаточний рівень помилок знижується до ~10^–10 за рахунок активності систем репарації.