DNA聚合酶及DNA连接酶的功能和区别

DNA聚合酶，以已有的核酸序列作为模板，将4种脱氧核苷酸（A、T、G、C）按照模板的碱基排列顺序，以“碱基互补原则”依次连接，聚合成为一条新的DNA链。 DNA连接酶，是将DNA片段上的缺刻连接起来的酶。

    一、DNA聚合酶

    （一）DNA聚合酶I
 
    DNA聚合酶I（DNA polymerase I）是从大肠杆菌中发现的第一个DNA聚合酶，分子量为109KD。它能以DNA为模板，以4种脱氧核苷酸为底物，在Mg2+的参与下，从游离3′端羟基，以5′→3′核酸聚合酶活性使DNA链延伸。此外由于它具有5′→3′核酸外切酶活性，常用于标记DNA探针（切口平移法）。

    用枯草杆菌蛋白酶可将DNA聚合酶I裂解为大小两个片段，大片段分子量为76KD，这个片段也称为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′外切酶活性能保证DNA复制的准确性，把DNA合成过程中错配的核苷酸去除，再把正确的核苷酸接上去。Klenow片段主要用途有：①补齐双链DNA的3′末端，使3′末端标记；②在cDNA克隆中，第二股链的合成；③DNA序列分析。 

    (二)Taq DNA聚合酶
 
     Taq DNA聚合酶是一种耐热的依赖于DNA的DNA聚合酶，最佳反应温度为75～80℃。可用于通过聚合酶链式反应（PCR）对DNA分子的特定序列进行体外合成扩增，也可用于DNA测序。

    （三）逆转录酶 

    逆转录酶（reverse transcriptase）是多功能酶，它能催化以RNA为模板的DNA聚合反应；具有3′→5′RNA外切酶活性（又称RNA酶H活性），能特异降解RNA-DNA杂交分子中的RNA部分；它还具有DNA指导的DNA聚合酶（DDDP）功能。逆转录酶以mRNA为模板，催化合成出互补的DNA称为cDNA（complementary DNA）。由此可构建cDNA文库，筛选特异的结构基因。逆转录酶没有3′→5′DNA外切酶活性，因此无校对功能，错配率较高，约每2万个核苷酸链会出现一个错误。 

    （四）末端转移酶 

    在二价阳离子存在下，末端转移酶（terminal transferase，TdT）催化dNTP加到DNA分子的3′－OH,以带3′突出的DNA为最佳受体。此酶常用于给载体或cDNA加上互补的多聚体尾，造成便于重组的人工粘性末端；其次也可用于DNA片段3′末端标记。