DNA聚合酶在复制中的作用是什么
什么是DNA聚合酶?
DNA聚合酶是负责DNA复制的酶。它将互补核苷酸添加到生长的DNA链中,具体取决于模板链中的核苷酸。原核生物具有DNA聚合酶I至V.DNA聚合酶I和III负责原核生物中80%的DNA复制。真核生物具有DNA聚合酶α,β,λ,γ,σ,μ,δ,ε,η,ι,κ,ζ,θ和Rev1。DNA聚合酶如图1所示。
图1:DNA聚合酶
逆转录病毒(如 RNA 病毒)使用 RNA 依赖性 DNA 聚合酶从 RNA 模板合成 DNA。
什么是DNA复制
DNA复制是一种细胞过程,通过该过程可以合成特定DNA分子的精确副本。它发生在细胞分裂之前的S期。通常,DNA是一种双链分子,其两条链都用作DNA复制的模板。此外,每个新合成的DNA分子都由一条旧的DNA链组成。因此,DNA复制是一个半保守的过程。DNA复制如图2所示。
图2:DNA复制
DNA复制涉及几种酶和许多蛋白质。解旋酶、RNA 灵长酶和 DNA 聚合酶是参与复制的一些酶。转录因子是参与DNA复制的蛋白质。
DNA聚合酶在复制中的作用是什么
DNA聚合酶在复制过程中执行多种功能。DNA聚合酶的主要功能是合成新的DNA链。除此之外,DNA聚合酶还参与纠正添加核苷酸的错误,这个过程称为校对。校对有助于保持双链DNA的完整性。
合成新的DNA链 – DNA聚合酶在3'至5'方向上将互补核苷酸添加到前导链和滞后链上。它需要一个RNA引物来启动该过程,该过程由RNA初物酶合成。DNA聚合酶从引物的3'末端开始向模板链添加互补核苷酸。
仔细检查传入的核苷酸 – 正确的互补核苷酸与生长链中新的传入核苷酸配对。在形成磷酸二酯键之前,DNA聚合酶会仔细检查配对的核苷酸。校对如图所示。
核苷酸外切校对 –一些不正确的核苷酸可以添加到生长链中。在加入此类核苷酸后,具有3′至5′核酸外切酶活性的DNA聚合酶的单独催化亚基立即从生长链中消化错误配对的核苷酸并重新合成正确的核苷酸。
结论
DNA聚合酶是利用现有的DNA链作为模板,负责合成新DNA链的酶。除此之外,DNA聚合酶还配备了校对机制,以保持DNA的完整性。