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Lexikon der Biochemie: DNA-Polymerase

DNA-Polymerase, DNA-Nucleotidyltransferase (EC 2.7.7.7), ein Enzym, das die Synthese von DNA-Polynucleotidketten an einer vorher vohandenen DNA-Matrize katalysiert (DNA-Replikation). Die Vorstufen sind die vier 3'-Desoxyribonucleotidtriphosphate. In vitro kann das Enzym auch Homo- und Copolymere der Triphosphate synthetisieren. Je nach Herkunft (höhere Organismen, Bakterien, Viren) zeigen die DNA-Polymerasen unterschiedliche Spezifität, z.B. für Einzelstrang- oder Doppelstrang-DNA als Primer.
Aus E. coli sind drei DNA-Polymerasen isoliert worden. Die Polymerase I (Kornberg Enzym) verknüpft Desoxyribonucleosidtriphosphate zu hochmolekularen Polynucleotiden unter Abspaltung von Pyrophosphat. Die Kette wächst vom 5'-Phosphat zum 3'-OH-Ende. Die Reaktion benötigt in vitro einen Oligonucleotidprimer. Die Nucleotide werden an das 3'-Hydroxylende addiert. Außerdem ist eine Matrizen-DNA für die Ausbildung der richtigen Nucleotidsequenz erforderlich. Mit Hilfe der DNA-Polymerase gelang Kornberg 1967 die in-vitro-Totalsynthese der DNA des einsträngigen Phagen ΦX 174. Das Enzym ist in vivo jedoch wahrscheinlich nicht für die DNA-Replikation, sondern für die DNA-Reparatur verantwortlich. Die Funktion der DNA-Polymerase II in der Zelle ist noch ungeklärt. Die DNA-Replikation wird wahrscheinlich durch die DNA-Polymerase III katalysiert.

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