今天我们来聊聊dna聚合酶,以下6个关于dna聚合酶的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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什么是DNA聚合酶？
DNA聚合酶的种类很多，它们在细胞中的DNA复制过程中起着重要的作用。DNA聚合酶有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。基因工程中很多步骤都需要DNA聚合酶催化DNA体外合成反应，这些酶作用时大多都需要模板，合成产物的序列与模板互补。基因工程常用的DNA聚合酶有：①大肠杆菌聚合酶Ⅰ(全酶)；②大肠杆菌聚合酶Ⅰ大片段(Klenow片段)；③T4噬菌体DNA聚合酶；④T7噬菌体聚合酶及经修饰的T7噬菌体聚合酶(测序酶)，⑤耐热DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)；⑥末端转移酶(末端脱氧核苷酸转移酶，也属DNA聚合酶)；⑦逆转录酶(依赖于RNA的DNA聚合酶)。
DNA聚合酶Ⅰ是基因工程中最常用的工具酶。DNA聚合酶Ⅱ是一条120kD的肽链，催化5′→3′方向合成DNA，也具有3′→5′外切酶活性但没有5′→3′外切酶活性。可能在当细胞DNA受到化学或物理损伤时，DNA聚合酶Ⅱ在修复过程中起特殊作用。DNA聚合酶Ⅲ全酶是一种大于250kD，由多种亚基组成的蛋白质，它是不对称的二聚体，两个亚基可分别同时催化前导链(leadingstrand)及后随链的合成。DNA聚合Ⅲ与DNA聚合酶Ⅰ相同，也具有3′→5′外切酶活性。在DNA聚合作用中，核苷酸添加的错误率达1/1000。由于DNA聚合酶Ⅰ和DNA聚合酶Ⅲ全酶的3′→5′外切酶活性，可以终止核苷酸加入并除去错误核苷酸，然后可继续加入正确的核苷酸，可将错误率减少到百万分之一或更少。
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ(全酶)：DNA聚合酶Ⅰ的分子量为109kD，是一条约1000个氨基酸残基的多肽链。它具有三种活性：①5′→3′DNA聚合酶活性(能以单链DNA为模板，在3′-OH引物的引导下，按5′→3′方向，合成互补的DNA序列)，②3′→5′外切核酸酶活性(能够去除延长的核酸链上的3′-OH末端上的核苷酸，可以沿3′→5′方向降解双链或单DNA链DNA，释放5′-单核苷酸)，③5′→3′外切核酸酶活性(能从DNA链5′-OH末端降解双螺旋DNA的一条链，沿5′→3′方向，释放出单核苷酸或寡核苷酸)。DNA聚合酶Ⅰ的主要用途：①用切口平移方法标记DNA(可作杂交探针)，②利用其5′→3′外切核酸酶活性降解寡核苷酸作为合成cDNA第二链的引物，③用于对DNA分子的3′突出尾进行末端标记，用于DNA序列分析。
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片断(KLENOW)：KLENOW片断是用枯草杆菌蛋白酶裂解完整的DNA聚合酶Ⅰ产生，或通过克隆技术而获得。此酶是单一多肽链，分子量76kD。它具有5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切酶活性，而无5′→3′外切酶活性。Klenow片段的主要用途：①补平限制性内切酶切割DNA产生的3′凹端；②用［32P］dBTP补平3′凹端，对DNA片段进行末端标记；③对带3′突出端的DNA进行末端标记；④在cDNA克隆中，用于合成cDNA第二链；⑤在体外诱变中，用于从单链模板合成双链DNA；⑥应用双脱氧链末端终止法进行DNA测序。
T4噬菌体DNA聚合酶：T4噬菌体DNA聚合酶(分子为114kD)，与Klenow片断相似的是：都具有5′→3′聚合酶活性及3′→5′外切核酸酶活性。其3′→5′外切酶活性对单链DNA的作用比对双链DNA的作用更强。它的外切核酸酶活性比Klenow片段要强200倍。由于它不从单链DNA模板上置换寡核酸引物，因此在体外诱变反应中，它的效率比Klenow片段更强。它的主要用途：①补平或标记限制性内切酶消化DNA后产生的3′凹端，②对带有3′突出端的DNA分子进行末端标记；③标记用作探针的DNA片段。④将双链DNA的末端转化成为平端。⑤使结合于单链DNA模板上的诱变寡核苷酸引物得到延伸。
Ts噬菌体DNA聚合酶及由此改造的测序酶：T7噬菌体感染大肠杆菌诱生的DNA聚合酶，是两种紧密结合的蛋白质的复合体。这两种蛋白质一种是T7噬菌体基因5蛋白，另一种是宿主蛋白的硫氧还原蛋白。该酶是所有已知DNA聚合酶中持续合成能力最强的一个，它所催化合成的DNA的平均长度要比其他DNA聚合酶催化合成的DNA平均长度大得多。它的3′→5′外切核酸酶活性约为Klenow片段的1000倍。它没有5′→3′外切酶核酸酸活性。它的主要用途：①用于拷贝长段模板的引物延伸反应，②通过补平或交换(置换)反应进行快速末端标记。
T7噬菌体聚合酶中基因5蛋白中一个结构区，与大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的DNA结合处及聚合结构区高度同源。这一结合及聚合结构区包含了该蛋白近羟基端的序列，而其氨其端则具有强有力的3′→5′外切核酸活性。用氧作还原剂把该酶分子与氧及二价铁离子处理可使酶3′→5′外切核酸酶活性灭活而保留其聚合酶活性。改造后的酶的持续合成能力很强，是双脱氧链终止法对长段DNA进行测序的理想用酶。后来由UnitedStatesBiochemical公司以测序酶(sequenase)作为商品名投放市场，现在已通过基因工程手段生产出一种改进的测序酶(2.0版)，它完全丧失了外切核酸酶活性。
耐热DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)：这是一种耐热的依赖DNA的DNA聚合酶(分子量65kD，原是从嗜热的水生菌Thermusaquaticus中纯化来的，现在以基因工程生产并出售(AmpliTaqTM)。这些酶具有依赖于聚合物5′→3′外切核酸酶活性。用途：①用于DNA测序，②用于聚合酶链式反应(PCR)对DNA片段进行体外扩增。
末端转移酶：从动物胸腺和骨髓中提取。此酶催化脱氧核苷酸添加到DNA分别的3′-OH末端上，催化作用不要求有模板，但需Co2+的存在。末端转移酶可作一群DNA分子的3′-OH末端接上寡dA或dC，而给另一群DNA分子的3′-OH末端接上寡dT或dG，混合这两群分子，即可使同聚物尾部退火形成环状分子。用途：①给载体或cDNA加上互补的同聚尾，②用于DNA片段3′末端的放射同位素标记。
dna聚合酶的作用
dna聚合酶的作用： DNA聚合酶，又称DNA依赖的DNA聚合酶，它是以亲代DNA为模板，催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA的一类酶。DNA聚合酶的作用：聚合作用、校对作用、切除修复作用。 DNA聚合酶是一种参与DNA复制的酶。它主要是以模板的形式，催化脱氧核糖核苷酸的聚合。聚合后的分子将会组成模板链并再进一步参与配对。 聚合作用：在引物RNA-OH末端，以dNTP为底物，按模板DNA上的指令，即A与T，C与G的配对原则，逐步逐个、连续地将dNTP加到延伸中的DNA分子3'-OH末端，逐步合成延长中的子链DNA。这是DNA聚合酶的主要作用; 3’→5’'外切酶活性(校对作用)：这种酶活性的主要功能是从3’→5’方向识别和切除不配对的DNA生长链末端的核苷酸，3’→5’外切酶活性的主要功能是校对作用， 当加入的核苷酸与模板不互补而游离时则被3’→5’外切酶切除，以便重新在这个位置上聚合对应的核苷酸，可见，3’→5’外切酶活性对DNA复制真实性的维持是十分重要的。以保证复制过程的保真性和准确性; 5’→3’外切酶活性(切除修复作用)：该活性是从5’→3’方向水解DNA延长链前方的DNA链(即只对DNA上双链处的磷酸二酯键有切割作用)，主要产生5'—脱氧核苷酸。这种酶活性在DNA损伤的修复中可能起着重要作用。
原核生物的三种DNA聚合酶有何共同特征和区别？
首先,原核生物DNA聚合酶分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。 一、共同特征 1、具有5’→3’聚合酶活性，这就决定了DNA只能沿着5’→3’方向合成； 2、需要引物，DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，只能催化dNTP加入核苷酸链的3'-OH末端。因而复制之初需要一段RNA引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。 二、区别： 1、DNA聚合酶I是单链多肽,可催化单链或双链DNA 的延长； 2、DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关； 3、DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多,是促进DNA链延长的主要酶.功能 扩展资料： DNA聚合酶分类： 1．大肠杆菌DNA聚合酶I 大肠杆菌DNA聚合酶I是大肠杆菌polA基因编码由1000个氨基酸残基组成的单链多肽，具3种酶活性：5’→3’DNA聚合酶活性；5’→3’及3’→5’外切核酸酶活性。 2、Klenow聚合酶（Klenow大片段） 大肠杆菌DNA聚合酶I的3个结构功能域分别对应着3种不同酶活性。氨基端（1～326）具5'→3’外切酶活性；中间区域（326～542）具3'→5’外切酶活性；羧基端（543～928位）具5’→3’DNA聚合酶活性。 枯草杆菌蛋白酶可将大肠杆菌DNA聚合酶I水解成大小2个片段：N端小片段包含1～326位残基，具5’→3’外切酶活性；而C端大片段包含326～928位残基，只具有5’→3’聚合酶活性和3'→5’外切酶活性，称作Klenow聚合酶或Klenow大片段。 3、TaqDNA聚合酶 TaqDNA聚合酶是一种耐高温的依赖于DNA模板的DNA聚合酶，来源于极度嗜热的嗜热水生菌Thermus aquaticus YT一1，故称作Taq DNA聚合酶，一般应用于PCR反应。 TaqDNA聚合酶是一种Mg2+依赖酶，反应体系中必须有Mg2+存在，然而保持适当的Mg2+浓度十分重要，因为Mg2+浓度过高或过低均会影响引物与模板的结合、模板与PCR产物的解链温度、引物二聚体的形成以及酶的活性与精确性。 4、逆转录酶 逆转录酶是一种依赖于RNA的DNA聚合酶，也称为RNA指导的DNA聚合酶。，可以RNA为模板有效地催化合成互补DNA（complementary DNA）单链，并进而合成DNA第二条链。逆转录酶普遍存在于含RNA的逆转录病毒中，主要有禽源（AMV）和鼠源（MLV）两种，这两种酶均已被克隆并在大肠杆菌中表达。 参考资料来源：百度百科-DNA聚合酶
dna聚合酶作用
DNA聚合酶的作用包括聚合、校对、切除和修复。 1、特性 （1）需要DNA模板，因此这类酶又称为依赖DNA的DNA聚合酶； （2）需要RNA或DNA作为引物(primer)，即DNA聚合酶不能从头催化； （3）催化dNTP加到引物的3'-OH末端，其速率为1000nt/min，因而DNA合成的方向是5’到3'； （4）三种DNA聚合酶都属于多功能酶，它们在DNA复制和修复过程的不同阶段发挥作用。 2、DNA聚合酶与复制的保真性 DNA复制的保真性是遗传信息稳定传代的保证。生物体至少有3种机制实现保真性： ①遵守严格的碱基配对规律； ②5'—3’聚合酶活性中心对底物的选择，降低核苷酸的错配率； ③3'—5’外切酶活性中心在复制出错时的即时校对。 应用： E.coli的DNA pol Ⅰ涉及DNA损伤修复，在半保留复制中起辅助的作用。DNA polⅡ在修复损伤中也具有重要的作用。DNA polⅢ是一种多亚基的蛋白质，在DNA新链的从头合成中起复制酶的作用。 复制的忠实性问题会影响到翻译的精确性，这种忠实性主要依赖于碱基的特异性配对。DNA多聚酶能增加互补碱基的特异性，该特异性主要表现在以下两方面： ①能够检查进入的碱基是否和模板互补，这时通过一个匹配的化学特点加以识别，这是合成前的一种预防措施，称为合成前( presynthetic)错误控制； ②在新的碱基加到链上以后，检查碱基是否配对。若发生错配，将会把刚加上去的错误碱基切除掉，这是校正控制( proofreading)。 不同DNA多聚酶聚合和校正之间的关系是不同的。有时，这些活性是由相同的蛋白质亚基产生的，但有时它们又还有不同的亚基。一个错误碱基的排除实际上是十分复杂的，因为这种切除反应是由不同位点催化的。
DNA聚合酶是什么？
DNA作为遗传物质的基本特点就是能够准确地进行自我复制。在合成DNA时，决定其结构特异性的遗传信息来自其本身，必须由原来存在的DNA分子为模板来合成新的DNA分子。这种以自身DNA为模板，以脱氧核苷酸为底物催化合成新的DNA的酶称为DNA聚合酶。在微生物、植物和动物中都发现有这种酶，而且原核细胞和真核细胞所含的DNA聚合酶不只是一种。大肠杆菌中存在三种，分别称为DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；真核细胞中也分离出四种，分别称DNA聚合酶α、β、γ和线粒体DNA聚合酶mt。目前常用于基因工程的为大肠杆菌DNA聚合酶I和TDNA聚合酶4噬菌体感染大肠杆菌所得，而用于PCR扩增技术的多为耐热的TaqDNA聚合酶来自一种水生嗜热杆菌。
DNA聚合酶与DNA连接酶有什么区别？
1、作用不同
DNA聚合酶以亲代DNA为模板，催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA。
DNA 连接酶分为两大类：一类是利用ATP 的能量催化两个核苷酸链之间形成磷酸二酯键的依赖ATP 的DNA 连接酶，另一类是利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 的能量催化两个核苷酸链之间形成磷酸二酯键的依赖NAD* 的DNA 连接酶。
2、连接片段不同
DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。
DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。
3、模板不同
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；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
参考资料来源：百度百科-DNA聚合酶
参考资料来源：百度百科-DNA连接酶
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