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DNA 由四种脱氧核糖核苷酸（dATP、dGTP、dCTP 和 dTTP）聚合而成，催 化聚合反应的酶称为 DNA 聚合酶。与生物小分子的合成不同，信息大分子的 合成除需要底物、能量和酶外，还需要模板。DNA 聚合酶催化的反应是按模 板的指令进行的。只有当进入反应中心的核苷酸碱基能与模板碱基形成沃森- 克里克类型碱基对时，才能在该酶催化下形成磷酸二酯键。因此 DNA 聚合酶 是一个模板指导的酶。DNA 聚合酶除模板外还要求有引物，它只能催化脱氧

核糖核苷酸加到已有核酸链的 3′-羟基上，使链延伸，而不能使脱氧核糖核 苷酸自身发生聚合。通常 DNA 合成的引物是一小段 RNA，因为 RNA 聚合酶可 以在 DNA 模板链上催化核糖核苷酸从头聚合，在合成出 RNA 引物后 DNA 聚合 酶就能接着使核酸链进行延伸反应，合成出互补 DNA 链。

有些 DNA 聚合酶，如大肠杆菌 DNA 聚合酶，还具有校对功能。DNA 聚合 酶虽是按照模板的指令去合成 DNA 新链，然而错配的碱基仍然不可避免地会 出现。大肠杆菌 DNA 聚合酶是一种多功能酶，它除聚合酶活性外，还具有核 酸外切酶的活性，其 3′→5′外切酶活性与校对功能有关。