参与DNA复制的物质:

底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP；

聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol；

模板(template): 解开成单链的DNA母链；

引物(primer): 提供3¢-OH末端使dNTP可以依次聚合；

其他的酶和蛋白质因子。

一、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间的聚合

全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)

简称：DNA-pol

活性：1. 5¢®3¢的聚合活性 2.核酸外切酶活性

（一）原核生物有3种DNA聚合酶

DNA聚合酶Ⅲ

全酶结构包括：

２个核心酶

1个g-复合物（g、d、d¢、y、c、t6种亚基）

1对b-亚基（可滑动的DNA夹子）

核心酶由a、e和q亚基组成：

a亚基（130 000）主要功能是合成DNA

e亚基具有3¢®5¢外切酶活性（复制保真性所必需）a亚基可增强其活性

q亚基可能起组装作用

两侧的β亚基发挥夹稳DNA模板链，并使酶沿模板滑动的作用

2个t-亚基分别和1个核心酶相互作用，其柔性连接区可以确保在复制叉1个全酶分子的2个核心酶能够相对独立运动，分别负责合成前导链和后随链。

DNA-polⅠ（109kD）

功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。

DNA-polⅡ（120kD）

DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活。

DNA-pol Ⅱ对模板的特异性不高，即使在已发生损伤的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此认为，它参与DNA损伤的应急状态修复。

二、DNA聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性

DNA复制的保真性至少要依赖三种机制：

遵守严格的碱基配对规律；

聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；

复制出错时有即时校对功能。

（一）复制的保真性依赖正确的碱基选择

（二）聚合酶中的核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正

核酸外切酶(exonuclease)是指能从核酸链的末端把核苷酸依次水解出来的酶，外切酶是有方向性的。 

三、复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化

（一）多种酶参与DNA解链和稳定单链状态

解螺旋酶(helicase)——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链。

引物酶(primase) ——复制起始时催化生成RNA引物的酶。

单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB) ——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整。         

（二）DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态

拓扑异构酶作用特点：

既能水解 、又能连接磷酸二酯键。

拓扑异构酶分类：

拓扑异构酶Ⅰ

切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。

反应不需ATP。

拓扑异构酶Ⅱ

切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。

利用ATP供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。

四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口

DNA连接酶(DNA ligase)作用方式：

连接DNA链3¢-OH末端和相邻DNA链5¢-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。

DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。

在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。