スリップまたはスキップするには、エラーを起こしやすい DNA ポリメラーゼのフレームシフト変異ダイナミクスを視覚化します

フレームシフト変異を記述する3つのモデルは、反復DNAのために提案された「古典的な」ストレイジンガー滑り、および非繰り返しDNAのために提案された「DNTP安定化誤整合」と「DNTP安定化の誤整理」です。前触覚状態蛍光速度論を使用してモデルを区別して、一時的に配分されたDNA中間体と、in vivoで小さなフレームシフト変異を行うことに熟練したDNAポリメラーゼによって形成されたヌクレオチド取り込み産物を視覚化します。ヒトポリメラーゼ（POL）MUは、繰り返しDNAでのみストレイジンガースリッページを触媒し、ジヌクレオチドの繰り返しと同じくらい必要とします。Escherichia coli Pol IVは、同一の反復DNA配列でDNTP安定化の不整合を使用しており、Pol MuとPol IVが繰り返しDNAで異なるメカニズムを使用して同じ変異エンドポイントを達成することを明らかにしています。非回復シーケンスでは、Pol MuはDNTP安定化の不整合に切り替わります。Pol Betaは、「長い」繰り返しで-1フレームシフトを生成し、「短い」繰り返しでベース置換を生成します。したがって、2つのポリメラーゼは同一の配列に2つの異なるフレームシフトメカニズムを使用できますが、1つのポリメラーゼはフレームシフトメカニズムを交互に交互に使用して異なる配列を処理できます。

Three models describing frameshift mutations are "classical" Streisinger slippage, proposed for repetitive DNA, and "misincorporatation misalignment" and "dNTP-stabilized misalignment," proposed for non-repetitive DNA. We distinguish between models using pre-steady state fluorescence kinetics to visualize transiently misaligned DNA intermediates and nucleotide incorporation products formed by DNA polymerases adept at making small frameshift mutations in vivo. Human polymerase (pol) mu catalyzes Streisinger slippage exclusively in repetitive DNA, requiring as little as a dinucleotide repeat. Escherichia coli pol IV uses dNTP-stabilized misalignment in identical repetitive DNA sequences, revealing that pol mu and pol IV use different mechanisms in repetitive DNA to achieve the same mutational end point. In non-repeat sequences, pol mu switches to dNTP-stabilized misalignment. pol beta generates -1 frameshifts in "long" repeats and base substitutions in "short" repeats. Thus, two polymerases can use two different frameshift mechanisms on identical sequences, whereas one polymerase can alternate between frameshift mechanisms to process different sequences.