DNA 複製與修復

DNA聚合酶(DNA polymerase)

/ D-N-A puh-LIM-er-ayss /

想像一個打字員在手抄一份文件,一次讀一個字母,把對應的字母寫到一張新紙上。DNA聚合酶就是細胞的分子打字員。它沿著一條單鏈DNA模板前進,讀取每一個鹼基,把唯一正確的搭檔building block添加到正在生長的新鏈上,一個字母一個字母地,直到造出一份完整的互補副本。

DNA聚合酶是複製的核心酵素。它捕捉細胞中游離的核苷酸,按鹼基配對規則(A配T、G配C)逐一挑選,並一個接一個地接到新鏈的末端。它只能延長已有的片段——這正是它需要引子起步的原因——而且只能朝一個方向構建,總是把新單位加到鏈的同一個化學末端。它一邊工作一邊校對:如果加錯了一個鹼基,它可以停下來,把錯誤剪掉,再試一次,這讓複製保持驚人的準確。

DNA聚合酶之所以重要,是因為它才是真正書寫遺傳副本的機器,而它的保真度正是你的細胞能分裂數十億次、卻把基因組維持得幾乎一模一樣的原因。細胞擁有好幾種不同的DNA聚合酶——有的負責大批量複製,有的專門用於修復或填補缺口。一個常見的誤解是認為只有一種這樣的酵素,或者它能自己起頭造鏈;實際上它總是需要一個預先存在的末端來續接,而這恰恰是引子酶要解決的工作。

細菌的DNA聚合酶每秒能添加大約一千個鹼基,卻平均每一千萬個鹼基才出一個錯——而它內建的校對功能隨後又抓住其中大部分錯誤,把最終錯誤率壓得更低。這就好比手抄一整座圖書館,幾乎每個字母都對。

DNA聚合酶讀取模板,寫出匹配的新鏈。

DNA聚合酶不能從零開始造鏈,且只能朝一個方向構建——正是這種單向限制,迫使後隨鏈必須分段製造。

又稱
DNA polDNA-dependent DNA polymeraseDNA合成酶