DNA複製
複製型DNA聚合酶(replicative DNA polymerase)
/ po-LIM-er-ase /
如果複製體是工廠,那麼DNA聚合酶就是流水線上真正逐個添加新建材的工人。它是複製的核心酶:讀取一條單鏈DNA,一個核苷酸接一個核苷酸地構建互補的新鏈,並把序列做對。
DNA聚合酶在兩條嚴格的規則下工作,而這兩條規則塑造了複製的一切。第一,它只能把新核苷酸加到正在延長的鏈的3'端,所以新鏈總是沿5'到3'方向生長(而模板被按3'到5'方向讀取)。第二,它不能從零開始一條鏈——它必須延伸某個已有引物的游離3'端。每走一步,它選出其鹼基能與模板正確配對的核苷酸(A對T,G對C),形成一個磷酸二酯鍵把它加上去,然後繼續。許多複製型聚合酶還自帶一個3'到5'方向的校對外切酶,能在繼續之前倒回去移除一個錯誤鹼基,從而帶來極高的準確度。
不同生物使用不同的複製型聚合酶——像大腸桿菌這樣的細菌用DNA聚合酶III;真核生物用δ和ε聚合酶——但其化學和規則是相同的。這兩條規則合在一起(只能5'到3'、需要引物),正是為什麼一條鏈被順暢地複製(前導鏈),而另一條必須分段構建(後隨鏈)。細胞還有用於修復和跨越損傷的其他聚合酶,但複製型聚合酶是專為複製整個基因組而生的那個又快又準的酶。
讀取模板 3'-T A C G G-5' 時,聚合酶向引物的3'端加上 5'-A T G C C-3',按沃森-克里克配對逐個挑選鹼基。若它不慎在A對面插入了G,其校對外切酶會在加入下一個鹼基之前把這個錯誤鹼基剪掉。
只能5'到3'方向延伸,只能在引物上延伸,逐個鹼基進行。
說「新鏈按3'到5'讀取」是錯的——被按3'到5'讀取的是模板,而新鏈是按5'到3'合成的。要分清這個方向指的是哪條鏈。
又稱
另見