本章分類時把一些和 DNA 酵素活性相關的題目也收了進來(因為它們核心是「酵素活性」而非「DNA 過程」),這裡簡短交代,詳細機制請看第七章。
DNA 聚合酶的三種酵素活性
大腸桿菌 DNA polymerase I 被 Arthur Kornberg 純化出來時,發現它同時具備三種活性:
| 活性 | 方向 | 功能 |
| 5'→3' 聚合 | 延伸 | 合成新的 DNA |
| 3'→5' 核酸外切 | 校對(proofreading) | 錯配時把最後一個核苷酸剪掉 |
| 5'→3' 核酸外切 | 向前清除 | 去除 RNA primer、切下受損 DNA |
🐆 考題重點
- DNA 合成時校對的活性是 3'→5' exonuclease。為什麼是 3'→5'?因為新的核苷酸是加在引子(primer)的 3' 端;如果剛加上去的錯了,要從 3' 端「退後一格」剪掉,所以是 3'→5' 方向。
- 真核細胞的 DNA polymerase δ(真正做 leading strand 延伸)和 ε 都保留了 3'→5' proofreading 活性;但 polymerase α(做 primer)和 polymerase β(修補)沒有校對能力。
PCNA 與 β-clamp:滑動夾(sliding clamp)

DNA 聚合酶本身抓 DNA 抓得不是很緊,加完一個核苷酸可能就會掉下來,這會讓複製變得超慢。
解決方法是使用滑動夾:一個圓環形的蛋白質穿過 DNA,然後把聚合酶鎖在圓環上。聚合酶被滑動夾卡著,每合成完一個鹼基不會掉,這個特性叫持續合成能力(processivity)。
- 大腸桿菌:β subunit(DNA polymerase III 的滑動夾)
- 真核細胞:PCNA(proliferating cell nuclear antigen)
兩者沒有胺基酸序列的同源性,但三維結構幾乎一樣,都是三聚體圍成的環形,這是蛋白質演化史上的經典趨同演化(convergent evolution)案例。
PCNA 和 β-clamp 的功能都是增加聚合酶的持續合成能力,它們本身不參與校對、不增加聚合速率、沒有核酸外切活性。