DNA聚合酶及DNA連接酶的功能和區別

DNA聚合酶，以已有的核酸序列作為模板，將4種脫氧核苷酸（A、T、G、C）按照模板的堿基排列順序，以“堿基互補原則”依次連接，聚合成為一條新的DNA鏈。 DNA連接酶，是將DNA片段上的缺刻連接起來的酶。

    一、DNA聚合酶

    （一）DNA聚合酶I
 
    DNA聚合酶I（DNA polymerase I）是從大腸桿菌中發現的第一個DNA聚合酶，分子量為109KD。它能以DNA為模板，以4種脫氧核苷酸為底物，在Mg2+的參與下，從游離3′端羥基，以5′→3′核酸聚合酶活性使DNA鏈延伸。此外由于它具有5′→3′核酸外切酶活性，常用于標記DNA探針（切口平移法）。

    用枯草桿菌蛋白酶可將DNA聚合酶I裂解為大小兩個片段，大片段分子量為76KD，這個片段也稱為Klenow片段（Klenow fragment）。它具有5′→3′聚合酶活性及3′→5′外切酶活性，而失去了5′→3′外切酶活性。Klenow片段的3′→5′外切酶活性能保證DNA復制的準確性，把DNA合成過程中錯配的核苷酸去除，再把正確的核苷酸接上去。Klenow片段主要用途有：①補齊雙鏈DNA的3′末端，使3′末端標記；②在cDNA克隆中，第二股鏈的合成；③DNA序列分析。 

    (二)Taq DNA聚合酶
 
     Taq DNA聚合酶是一種耐熱的依賴于DNA的DNA聚合酶，最佳反應溫度為75～80℃。可用于通過聚合酶鏈式反應（PCR）對DNA分子的特定序列進行體外合成擴增，也可用于DNA測序。

    （三）逆轉錄酶 

    逆轉錄酶（reverse transcriptase）是多功能酶，它能催化以RNA為模板的DNA聚合反應；具有3′→5′RNA外切酶活性（又稱RNA酶H活性），能特異降解RNA-DNA雜交分子中的RNA部分；它還具有DNA指導的DNA聚合酶（DDDP）功能。逆轉錄酶以mRNA為模板，催化合成出互補的DNA稱為cDNA（complementary DNA）。由此可構建cDNA文庫，篩選特異的結構基因。逆轉錄酶沒有3′→5′DNA外切酶活性，因此無校對功能，錯配率較高，約每2萬個核苷酸鏈會出現一個錯誤。 

    （四）末端轉移酶 

    在二價陽離子存在下，末端轉移酶（terminal transferase，TdT）催化dNTP加到DNA分子的3′－OH,以帶3′突出的DNA為最佳受體。此酶常用于給載體或cDNA加上互補的多聚體尾，造成便于重組的人工粘性末端；其次也可用于DNA片段3′末端標記。