Mutagene DNA-Polymerase
Es wird ein Experiment beschrieben, das zeigt, dass die DNA-Polymerase bei der Basenauswahl in der DNA-Replikation hilft.
Nach der Aufklärung der DNA-Struktur (1953a) schlugen Watson und Crick einen Template-Mechanismus für die Replikation der DNA vor (1953b). Diese Hypothese geht davon aus, dass dieselben Wasserstoffbrückenbindungen, die die fertigen DNA-Stränge zusammenhalten, auch für die Auswahl der Vorläufernukleotide verantwortlich sind, die die Nukleotide des elterlichen DNA-Strangs ergänzen. Das Enzym für diesen Polymerisationsprozess wurde später entdeckt (Kornberg, 1960), und es war vorher nicht bekannt, dass es eine selektive Rolle spielt. Es war auch nicht an der Mutagenese beteiligt.
Bei einer anderen selektiven Polymerisation, die durch eine Nukleinsäure gesteuert wird, der Proteinsynthese, beeinflussen die Ribosomen – die als Enzyme betrachtet werden können – die Spezifität des Prozesses, Gorini und Kataja (1964). Dies deutet darauf hin, dass auch die an der Nukleinsäuresynthese beteiligten Enzyme die Spezifität beeinflussen könnten. Da Enzyme ihre Substratspezifität ändern können, wenn ihr Gen mutiert ist, Hotchkiss und Evans (1960), könnte eine mutierte DNA-Polymerase daher Fehler bei der DNA-Synthese verursachen. Diese Fehler können als Anstieg der Mutationshäufigkeit nachgewiesen werden.
Nach der Entdeckung einer mutierten DNA-Polymerase wurde ein direkter Test möglich. Diese Entdeckung wurde von Epstein und Edgar und ihren Kollegen (1963) gemacht, die die Gene von Coliphage T4 kartierten. Sie haben etwa 70 Gene gefunden, von denen mehrere an der DNA-Replikation beteiligt sind. Eines davon, Gen 43 (Edgar et al., 1964), wurde von de Waard et al. (1965) als Strukturgen der DNA-Polymerase identifiziert. Dr. Edgar stellte uns großzügigerweise dreizehn temperaturempfindliche Mutanten dieses Gens zur Verfügung. Wir haben die Auswirkungen von zwei ts-Allelen dieses Gens auf die Mutagenese untersucht.