El término corrección de errores se utiliza en genética para referirse a los procesos de corrección de errores, propuestos por primera vez por John Hopfield y Jacques Ninio, que intervienen en la replicación del ADN , la especificidad del sistema inmunitario y el reconocimiento de enzimas y sustratos, entre muchos otros procesos que requieren una mayor especificidad. Los mecanismos de corrección de errores de Hopfield y Ninio son procesos activos fuera del equilibrio que consumen ATP para mejorar la especificidad de diversas reacciones bioquímicas.
En las bacterias , las tres ADN polimerasas (I, II y III) tienen la capacidad de corregir errores, utilizando la actividad exonucleasa 3' → 5' . Cuando se reconoce un par de bases incorrecto, la ADN polimerasa invierte su dirección en un par de bases de ADN y extirpa la base incorrecta. Después de la extirpación de la base, la polimerasa puede volver a insertar la base correcta y la replicación puede continuar.
En eucariotas , sólo las polimerasas que se ocupan de la elongación (delta y épsilon) tienen capacidad de corrección (actividad exonucleasa 3' → 5'). [1]
La corrección de pruebas también ocurre en la traducción del ARNm para la síntesis de proteínas . [2] En este caso, un mecanismo es la liberación de cualquier aminoacil-ARNt incorrecto antes de la formación del enlace peptídico . [3]
El grado de corrección de errores en la replicación del ADN determina la tasa de mutación y es diferente en diferentes especies. [4] Por ejemplo, la pérdida de corrección de errores debido a mutaciones en el gen de la ADN polimerasa épsilon da como resultado un genotipo hipermutado con >100 mutaciones por Mbase de ADN en cánceres colorrectales humanos. [5]
El grado de corrección en otros procesos moleculares puede depender del tamaño efectivo de la población de la especie y del número de genes afectados por el mismo mecanismo de corrección. [6]
El gen 43 del bacteriófago (fago) T4 codifica la enzima replicativa de la ADN polimerasa del fago . Se han identificado mutantes del gen 43 sensibles a la temperatura ( ts ) que tienen un fenotipo antimutador , es decir, una tasa menor de mutación espontánea que el tipo salvaje. [7] Los estudios de uno de estos mutantes, tsB120 , mostraron que la ADN polimerasa especificada por este mutante copia plantillas de ADN a una tasa más lenta que la polimerasa de tipo salvaje. [8] Sin embargo, la actividad de la exonucleasa 3' a 5' no fue mayor que la del tipo salvaje. Durante la replicación del ADN, la proporción de nucleótidos transferidos a aquellos incorporados de forma estable al ADN recién formado es de 10 a 100 veces mayor en el caso del mutante tsB120 que en el tipo salvaje. [8] Se propuso que el efecto antimutador puede explicarse tanto por una mayor precisión en la selección de nucleótidos como por una mayor eficiencia en la eliminación de nucleótidos no complementarios (corrección) por la polimerasa tsB120 .
Cuando los viriones del fago T4 con una ADN polimerasa del gen 43 de tipo salvaje se exponen a la luz ultravioleta , que introduce daños en el ADN por dímeros de pirimidina de ciclobutano , o a la luz psoraleno -más, que introduce aductos de pirimidina, la tasa de mutación aumenta. Sin embargo, estos efectos mutagénicos se inhiben cuando la síntesis de ADN del fago es catalizada por la polimerasa antimutadora tsCB120 u otra polimerasa antimutadora, tsCB87 . [9] Estos hallazgos indican que el nivel de inducción de mutaciones por daño al ADN puede verse fuertemente influenciado por la función de corrección de la ADN polimerasa del gen 43.
El coronavirus 2 causante del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es el agente causal de la pandemia de COVID-19. El genoma del virus ARN del SARS-CoV-2 codifica un complejo de replicación y transcripción, una máquina proteica multisubunidad que lleva a cabo la replicación y transcripción del genoma viral, procesos esenciales para el ciclo de vida del virus. Una de las proteínas especificadas por el genoma del coronavirus es una proteína no estructural, nsp14, que es una exorribonucleasa 3' a 5' (ExoN). Esta proteína reside en el complejo proteico nsp10-nsp14 que mejora la fidelidad de la replicación al corregir la síntesis de ARN, una actividad crítica para el ciclo de vida del virus. [10] Además, la exorribonucleasa de corrección de coronavirus nsp14-ExoN es necesaria para mantener la recombinación genética generada durante la infección. [11]