题目

原核生物和真核生物的DNA聚合酶有何不同?

提问时间：2020-09-06

答案

总体而言：
1.真核细胞有5种DNA聚合酶,分别为DNA聚合酶α（定位于胞核,参与复制引发具5－3外切酶活性）,β（定位于核内,参与修复,具5－3外切酶活性）,γ（定位于线粒体,参与线粒体复制具5－3和3－5外切活性）,δ（定位核,参与复制,具有3－5和5－3外切活性）,ε（定位于核,参与损伤修复,具有3－5和5－3外切活性）.
2.原核细胞有3种DNA聚合酶,都与DNA链的延长有关.DNA聚合酶I是单链多肽,可催化单链或双链DNA 的延长；DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关；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.
具体而言：
（1）原核生物DNA聚合酶
DNA聚合酶Ⅰ.在随从链合成时,先合成了许多冈崎片段,而后由于RNA引物的去除形成了空隙,此时DNA PolⅠ它催化聚合反应,延长了各个片段,从而填补了片段间的间隙,使以上片段得以靠近,为片段连接成长链创造了条件.所以DNA polⅠ的聚合作用主要是在填补随从链片段间空隙上发挥作用.
DNA PolⅠ还具有3′→5′外切酶活性可识别并去除错误的碱基.这种活性在DNA复制中起了校对功能.DNA PolⅠ的校对活性对DNA复制的准确性起着重要作用.DNA PolⅠ还具有5′→3′外切酶活性.5′→3′外切酶活性也有修正错误的功能,补充其3′→5′外切酶修正错误的作用.例如紫外照射产生的嘧啶二聚体,就是在其5′→3′切酶作用下切除的.
DNA Pol Ⅲ结构中不对称的二聚体,同时分别催化着前导链和随从链的合成.
DNA Pol Ⅲ也具有3′→5′外切酶活性,所以对于DNA复制也有校对的功能,可停止加入或除去错误的核苷酸然后继续加正确的核苷酸.因此,DNA PolⅢ配合DNAPolI可将复制的错误率大大地降低,从10-4降为10-6或更少.当此片段接近前方的片段时,由DNA Pol Ⅲ的5′→3′外切酶活性切除了RNA引物,造成了片段间的空间；继而DNA PolI催化进行5′→3′方向的聚合作用,填补了片段间的空隙.
（2）真核生物DNA聚合酶.真核生物DNA Pol有α、β、γ、δ及 ε五种.
真核生物的DNA复制是在DNA聚合酶α与DNA聚合酶δ互配合下催化进行的,还有一些酶及蛋白质因子参与反应.DNA Polα与引发酶共同起引发作用,然后由DNA Polδ催化前导链及随从链的合成.DNA Polγ是线粒体中DNA复制酶.
DNA Polδ及ε均有外切酶活性,因此也有编辑功能,校正复制中的错误.它们的5′→3′外切酶活性可能在切除引物RNA中有作用.