DNA复制

复制型DNA聚合酶(replicative DNA polymerase)

/ po-LIM-er-ase /

如果复制体是工厂,那么DNA聚合酶就是流水线上真正逐个添加新建材的工人。它是复制的核心酶:读取一条单链DNA,一个核苷酸接一个核苷酸地构建互补的新链,并把序列做对。

DNA聚合酶在两条严格的规则下工作,而这两条规则塑造了复制的一切。第一,它只能把新核苷酸加到正在延长的链的3'端,所以新链总是沿5'到3'方向生长(而模板被按3'到5'方向读取)。第二,它不能从零开始一条链——它必须延伸某个已有引物的游离3'端。每走一步,它选出其碱基能与模板正确配对的核苷酸(A对T,G对C),形成一个磷酸二酯键把它加上去,然后继续。许多复制型聚合酶还自带一个3'到5'方向的校对外切酶,能在继续之前倒回去移除一个错误碱基,从而带来极高的准确度。

不同生物使用不同的复制型聚合酶——像大肠杆菌这样的细菌用DNA聚合酶III;真核生物用δ和ε聚合酶——但其化学和规则是相同的。这两条规则合在一起(只能5'到3'、需要引物),正是为什么一条链被顺畅地复制(前导链),而另一条必须分段构建(后随链)。细胞还有用于修复和跨越损伤的其他聚合酶,但复制型聚合酶是专为复制整个基因组而生的那个又快又准的酶。

读取模板 3'-T A C G G-5' 时,聚合酶向引物的3'端加上 5'-A T G C C-3',按沃森-克里克配对逐个挑选碱基。若它不慎在A对面插入了G,其校对外切酶会在加入下一个碱基之前把这个错误碱基剪掉。

只能5'到3'方向延伸,只能在引物上延伸,逐个碱基进行。

说“新链按3'到5'读取”是错的——被按3'到5'读取的是模板,而新链是按5'到3'合成的。要分清这个方向指的是哪条链。

又称
DNA polymeraseDNA polPol III(细菌)DNA聚合酶DNA合成酶