O reparo de mau pareamento (MMR) corrige os pareamentos errados e as pequenas alças de inserção–deleção que escapam da revisão. A proteína MutS (MSH2–MSH6 nos humanos) reconhece a distorção de um mau pareamento e, com a MutL (MLH1–PMS2), autoriza uma exonuclease a degradar a fita recém-sintetizada desde um corte próximo até passar do mau pareamento; a lacuna é preenchida pela polimerase. A dificuldade é a discriminação de fitas: um mau pareamento tem duas bases e só uma está errada. Em Escherichia coli a fita nova é identificada porque ainda não está metilada nos sítios GATC, que a metilase Dam marca alguns minutos depois da síntese; a MutH corta a fita não metilada. Nos eucariontes a fita nova é identificada pelos cortes entre os fragmentos de Okazaki e pela extremidade 3 livre da fita contínua. A perda do MMR eleva a taxa de mutação cem a mil vezes, o que é mais visível nos microssatélites — séries de uma repetição curta em que a polimerase desliza — cujos comprimentos mudam de célula para célula: a instabilidade de microssatélites. A perda herdada de um alelo de MMR é a síndrome de Lynch, com câncer colorretal em uns dos portadores, muitas vezes antes dos cinquenta.
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