DNA復制是DNA復制自身的過程。這是所有生物體都以DNA作為遺傳物質(zhì)載體的基本過程。這種 DNA 復制過程發(fā)生在細胞周期的S 期（合成期），就在細胞分裂成兩個子細胞之前。DNA 含量需要加倍才能將其平等地分成兩個子細胞。
正如Watson 和 Crick所解釋的，DNA（脫氧核糖核酸）是一種雙螺旋結(jié)構(gòu)。它由兩條相互纏繞形成螺旋的多核苷酸鏈組成。兩條鏈通過兩條鏈的堿基之間的一系列氫鍵相互連接。
真核生物和原核生物的DNA復制過程因涉及的酶不同、起點和終點不同、DNA結(jié)構(gòu)不同等諸多因素而不同。在DNA復制過程中起主要作用的是催化這一過程的酶。有趣的是，每個步驟都有不同的酶被分配不同的角色。讓我們了解這些酶及其作用。
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在原核生物和真核生物的情況下，在 DNA 復制中起作用的主要酶是DNA 聚合酶，但這兩種酶在結(jié)構(gòu)和功能上存在差異。顧名思義，DNA 聚合酶負責將新的核苷酸 (dNTP) 添加到 DNA 鏈的生長端。核苷酸之間存在固定的鍵合模式，在 DNA 聚合酶將核苷酸添加到生長端時遵循該模式。這種堿基配對規(guī)則稱為 Chargoff 規(guī)則。因此，在添加新核苷酸時，DNA 聚合酶嚴格遵循 Chargoff 堿基配對規(guī)則，從而成功地從舊（模板）鏈形成新鏈。
以下是原核生物中的 5 種 DNA 聚合酶及其作用；
DNA聚合酶1
該 DNA 聚合酶具有以下列出的最大活性：
它具有3' 至 5' 外切核酸酶活性，可用于校對子鏈中添加核苷酸的任何錯誤。如果檢測到任何錯誤，則停止 DNA 合成，直到錯誤被其他酶的作用糾正。
它具有5' 至 3' 外切核酸酶活性，可用于去除引物。這是 DNA pol 1 的獨有活性。
它具有5' 至 3' 聚合酶活性，用于從 5' 至 3' 末端合成 DNA。這種活性在所有類型的 DNA 聚合酶中都很常見。
它還具有間隙填充和DNA 修復活性。這種填補空白的活動用于填補岡崎碎片之間的空白。
DNA聚合酶2
它具有 5' 至 3' 聚合酶活性。
它具有 3' 到 5' 核酸外切酶活性（校對）
它具有 DNA 修復活性。
DNA聚合酶3
這是原核生物中的主要復制酶，主要負責通過引入新核苷酸來合成新的 DNA 鏈（5' 到 3' 聚合酶活性）。
它由一個復雜的結(jié)構(gòu)組成，其核心是 alpha、epsilon 和 theta 亞基。這 3 個子單元負責以下主要功能：
DNA聚合酶III亞基α-它在復制DNA中起作用
DNA 聚合酶 III 亞基 ε- 它具有 5' 到 3' 外切核酸酶活性（校對）
DNA 聚合酶 III 亞基 θ- 作為穩(wěn)定劑，穩(wěn)定 ε 亞基的活性。
除了這些核心酶的亞基之外，以下是其他一些部分及其在 DNA pol 3 中的作用：
2 個 β單位 - 它是有助于將 DNA pol 3 與 DNA 鏈連接的 β 夾。
1 個 γ單元 - 這是將夾具加載到 DNA 鏈上的夾具加載器。
DNA 聚合酶 4 和 5
這兩種聚合酶都參與了DNA損傷修復，即SOS修復。由于這些鏈不具有校對活性，因此即使在稱為翻譯合成和適應性誘變的修復之后，它們也會產(chǎn)生突變的 DNA。
除了 DNA 聚合酶之外，還有一些酶也參與了原核生物的 DNA 復制，它們起著至關(guān)重要的作用。
解旋酶是幫助解開兩條 DNA 鏈以進行 DNA 復制過程的酶。正如我們所知，DNA復制是半保守的，因此，在其他酶（如DNA聚合酶）作用于該鏈并進行復制之前，需要將由氫鍵保持的兩條DNA鏈分開。
解旋酶通過破壞兩條鏈的堿基之間的氫鍵來幫助分離鏈。原核生物中有 3 種類型的解旋酶，即；
DNA A – 它只打開Ori 位點，這是 DNA 復制開始的點。
DNA B – 這會打開主要的 DNA 鏈。
DNA C – 它充當 DNA A 和 DNA B 的加載器。
SSBP 是有助于保持分離的 DNA 鏈分離的酶。也就是說，它們阻止了被解旋酶分離的 DNA 鏈的重繞。這些酶就像小珠子，可以吸引核苷酸并防止形成鍵。
它們保持 DNA 的單鏈結(jié)構(gòu)，還保護 DNA 免受核酸酶活性 (DNAse) 的影響。
Primase 參與 Primer 的合成，Primer 是一種短核苷酸序列，并作為 DNA 復制的引發(fā)劑。在原核生物的情況下，DNA G充當 Primase。
連接酶
這種酶有助于連接兩條 DNA 鏈。它用于密封DNA片段之間的間隙，例如岡崎片段。它們需要以 ATP 和 NAD+ 形式進行此活動的能量。
這種酶消除了 DNA 鏈的超螺旋。它們可以過度或削弱 DNA 鏈。DNA超螺旋問題在復制過程中隨著解旋酶的作用而出現(xiàn)。因此，超螺旋總是在復制叉之前生成。想象一下打開 2 股盤繞在一起的繩索，繩索的展開將導致上端產(chǎn)生張力，形成的這種張力稱為超螺旋，并被拓撲異構(gòu)酶消除，拓撲異構(gòu)酶會在其中一根或兩根繩股中產(chǎn)生切口DNA，然后放松并加入他們。例如旋轉(zhuǎn)。
