Misreading may be due to a non-Watson–Crick base pairing as well as to a change in the hydrogen-substitution pattern, leading to Watson-Crick-like mispairs. Although it is agreed that a template-directed “reading” of the hydrogen-substitution pattern in the heterocyclic bases is crucial for proper base pairing during DNA synthesis, it is not clear which type of “misreading” leads to mispairs. The precise reasons for the formation of mismatched base pairs (mispairs), which are responsible for a substantial part of DNA mutations, are still in debate. Replication fidelity can further be enhanced to a mutation probability of 10−10or less in vivo if optimal conditions for DNA synthesis are provided by polymerase–assisting proteins and DNA-repairing enzymes. In vitro, DNA polymerases reduce the number of mismatched base pairs to about 10−6 per Watson–Crick base pair.
Watson and Crick's base-pairing principle for matched deoxyribonucleotide (DNA) bases can explain why the guanine–cytosine and adenine-thymine base pairs are approximately one hundred times more stable thermodynamically than mismatched combinations. The principles governing the replication fidelity of genomes are not fully understood yet. Diese Beobachtung zeigt neue Wege für Substitutionsmutationen auf (replikationsabhängige DNA-Punktmutationen) und läßt auf einen neuen Mutagenitätstyp in vivo schließen. Die überraschende Entdeckung einer selektiven und quantitativen, durch DNA-Polymerase katalysierten Bildung eines Pyrimidin-Pyridin-Basenpaares (bei Verwendung eines Pyridin-Nucleotidbasen-Analogons) weist darauf hin, daß seltene tautomere Formen im Templat-DNA-Strang zu Watson-Crick-ähnlichen fehlerhaften Basenpaaren führen können, die kaum vom Korrektursystem der Polymerase erkannt werden. Diskutiert werden das fehlerhafte Ablesen aufgrund einer Nicht-Watson-Crick-Basenpaarbildung und aufgrund einer Änderung des H-Substitutionsmusters, die aber noch zu Watson-Crick-ähnlichen Basenpaaren führt. Man ist sich zwar einig, daß ein templatgesteuertes Ablesen des H-Substitutionsmusters der heterocyclischen Basen entscheidend für die korrekte Basenpaarung während der DNA-Synthese ist, doch ist noch unklar, welche Art des falschen Ablesens zu einer Fehlpaarung führt. Die genaueren Ursachen der Fehlpaarungen sind gegenwärtig Gegenstand vieler Diskussionen. 10-10 erhöhen, wenn dank Polymerisations-Hilfsproteinen und DNA-Reparaturenzymen optimale Bedingungen für die DNA-Synthese vorliegen. In vivo läßt sich die Replikationsgenauigkeit auf eine Mutationswahrscheinlichkeit von ca. In vitro verringern Polymerasen die Bildung von Basenpaaren, die nicht den Watson-Crick-Regeln entsprechen, auf ca. Für die Basen der Desoxyribonucleotide gilt die Regel nach Watson und Crick sie erklärt, warum die Paarung der Basen Guanin und Cytosin sowie Adenin und Thymin thermodynamisch etwa hundertmal günstiger ist als die Bildung aller anderen Kombinationen. Die Prinzipien der Replikationsgenauigkeit von Genomen werden auch heute noch nicht ganz verstanden.
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