DNA פולימראז

DNA פולימראז הוא האנזים שתפקידו העיקרי הוא להשלים את גדיל ה-DNA (סנס) הנמצא במצב של חד-גדיל, לדו-גדיל. בשל תכונה זו לDNA פולימראז תפקיד חשוב בהכפלת (סינתזה) ה-DNA של התא.

ה-DNA פולימראז מרכיב את הנוקלאוטידים מהסביבה (dNTPs), לפי התבנית של גדיל ה-DNA הנגדי שאותו הוא משכפל, ליצירת גדיל חדש. האנרגיה לתהליך מתקבלת מפירוק שני פוספאטים ממולקולת ה-dNTP המתחברת בעזרת Mg⁺² המשמש כקופקטור בתגובה. האנזים יודע להאריך רק שרשרת קיימת ומכאן שהוא חייב להתחיל מאזור דו-גדילי ולעבור לאזור חד-גדילי. הגדיל החדש מסונתז מכיוון 5' ל-3' שלו עצמו. לא ידוע על DNA פולימראז בטבע שעובד בצורה הפוכה. בסוף התהליך מתקבלת מולקולת DNA דו-גדילית, שבה הגדיל החדש שהתווסף, בנוי בצורה הופכית (אנטיסנס) למולקולת התבנית.

בנוסף לפעילות הכפלת ה-DNA, ל-DNA פולימראז יש פעילות של אקסונוקלאז שבעזרתה הוא יכול לתקן טעויות הכנסת נוקלאוטידים. מנגנון זה נקרא Proof-reading. למרות מנגנוני ההגהה, שיעור הטעות הוא 1 ל-10⁹ נוקליאוטידים, דבר שעלול לגרום למוטציות.

בפרוקריוטים קיימים שלושה סוגי DNA פולימרז:

DNA פולימרז I - בעל שלוש פעילויות - פולימרז 5'-> 3', אקסונוקלאז 3'->5' (המשמש לעריכת הבסיס האחרון שהוסף על סמך התרחקות מגדיל התבנית) ואקסונוקלאז 5'->3' המשמש לפירוק בסיסים שנמצאים על גדיל התבנית בכיוון השכפול. klenow fragment הוא הפולימרז ללא האקסונוקלאז 5'->3'. בלעדיו, במצב של ניק, ה-DNA לא יוסר, ותיווצר הזחה של הגדיל.
DNA פולימרז II
DNA פולימרז III - הפולימרז העיקרי המשמש בשכפול DNA. קצבו גבוה בהרבה מזה של פולימרז I.

באוקריוטים התהליך מסובך בהרבה, כאשר הפולימראזות העיקריות שמשתתפות בתהליך השכפול הן אלפא, בטא, גמא, למדא ואפסילון.