DNA聚合酶I有哪些作用

（1）利用emphasis：role=italicEcoliemphasis：DNA：聚合酶I的5′→3′外切核酸酶活性，可用切口平移法（nick：translation）标记DNA，所有DNA聚合酶中只有此酶有此反应。

（2）用于cDNA克隆中的第二链，即单纯的DNA聚合活性。但由于具有5′→3′外切活性，现在已不再使用，而改用Klenow酶和反转录酶。

（3）对3′突出端的DNA作末端标记（交换或置换反应），但是此反应用T4或T7：DNA聚合酶效果会更好。

1．DNA聚合酶

DNA的复制过程极为复杂，但其速度极快，这是由于许多酶和蛋白质因子参与了复制过程。其中，DNA聚合酶起着重要作用。在原有DNA模板链存在情况下，DNA聚合酶催化四种脱氧核苷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)，通过与模板链的碱基互补配对，合成新的对应DNA链，故此酶又称为DNA指导的DNA聚合酶(DNA

directed

DNA

polymerase，缩写为

DDDP)。DNA聚合酶的特点是不能自行从头合成DNA链，而必须有一个多核苷酸链作为引物，DNA聚合酶只能在此引物的端催化dNTP与末端作用，形成磷酸二酯键，从而逐步合成DNA链。因此，DNA链的合成是有方向性的，即从5＇端→3＇端方向进行。这一特点在DNA复制过程中具有重要意义。无论在原核细胞或真核细胞中，都存在多种DNA聚合酶，它们的性质和作用不完全相同。在真核细胞中至少有5种DNA聚合酶，即DNA聚合酶α、β、γ、δ和线粒体聚合酶。其中DNA聚合酶α在细胞中活性最强，在复制中起关键作用，而DNA聚合酶β主要在DNA损伤的修复中起作用。在DNA复制过程中，若有

dNTP与亲代DNA链中相应碱基错误配对时，某些DNA聚合酶还具有核酸外切酶的活性，切去错误配对的核苷酸，以保证DNA复制的忠实性，称为“校对”作用。DNA复制的这一特性也具有重要意义。

除了上述的三种酶，DNA复制还需要一些其它的酶和蛋白质因子，它们主要参与DNA的解旋和解链过程。因为DNA具有超螺旋结构，复制时必然要松弛DNA模板的超螺旋结构，并使DNA的双链分开，暴露碱基，才能发挥模板作用。

（1）松弛DNA超螺旋结构的酶是拓扑异构酶。

（2）解开DNA双链的酶是解链酶。

（3）还有一些蛋白质因子结合在解开的单链DNA链上，保持模板链处于单链状态，便于复制，称为DNA结合蛋白。

　2．DNA连接酶

DNA连接酶也是DNA复制过程中不可缺少的酶。因为复制过程中DNA链的合成方向只能由端5＇→3＇端方向进行，因此其中有一条新链的合成是不连续的，起初生成的只是许多短链的DNA片段（对这点的理解十分重要）。此种片段须在DNA连接酶的催化下，首尾相连，才能成为一条完整的DNA长链。实际上，DNA连接酶是将一片段DNA链上的-OH末端与相邻另一片段DNA链上的P末端连接起来，使二者生成磷酸二酯键，从而将两个片段的DNA链连接起来。

3．引物酶

引物酶是DNA复制的另一种重要的酶。如上所述，DNA聚合酶不能自行从头合成DNA链，因此，在复制过程中首先需要合成一小段多核苷酸链作为引物（Primer）。实验证明，这段引物是RNA链片段，在这段引物的3＇端引导DNA链的合成。催化引物链合成的酶称为引物酶，实际上它是一种特殊的RNA聚合酶。此酶以相应复制起始部位的DNA链为模板，合成短片段的RNA引物。

酶的两大类：蛋白质酶，核酸酶。Taq聚合酶一般适用于DNA片段的PCR扩增。DNA解旋酶，DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有 ATP酶活性的酶，两种活性相互偶联， 通过水解ATP提供解链的能量。

（一）DNA聚合酶。

原核生物DNA聚合酶 大肠杆菌有DNA聚合酶I、II、III三种DNA聚合酶,其中DNA聚合酶III为细菌DNA复制的主力酶特性：

（1）5’-3’聚合酶活性。

（2）3’-5’外切酶活性,起着校对功能。

（3）不具有5’-3’外切酶活性。真核生物DNA聚合酶 真核生物中存在α、β、γ、δ和ε五种DNA聚合酶DNA聚合酶δ被认为是催化真核生物DNA复制的主力酶。

（二）引发酶——催化合成RNA引物DNA聚合酶需要3’游离羟基,RNA聚合酶则不需要原核生物由dnaG编码RNA聚合酶,真核生物DNA聚合酶α具有引发酶活性。

（三）DNA连接酶——连接双螺旋骨架上的冈崎片段,但不连接游离单股DNA分子。

（四）拓扑异构酶——消除正超螺旋,恢复负超螺旋。

（五）解链酶——识别复制叉的单链结构,解开DNA双链（六）单链结合蛋白——保护DNA不被水解,不回复成双链。

限制性核酸内切酶特异性地切断DNA链中磷酸二酯键,DNA聚合酶是以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链,DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来DNA连接酶不需要模板,解旋酶：是一类解开氢键的酶

DNA限制酶作用于磷酸二酯键

DNA连接酶作用于磷酸二酯键

DNA聚合酶作用于磷酸二酯键

DNA解旋酶作用于氢键

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