高雄醫學大學（後西醫）
110年
普通生物及生化概論
第 19 題
The $5'\rightarrow3'$ exonuclease activity of E. coli DNA polymerase I is involved in ______ during DNA replication.
- A proofreading
- B removal of RNA primers
- C sealing of nick
- D formation of Okazaki fragments
- E formation of a nick at the origin
思路引導 VIP
請試著回想：在 DNA 複製的過程中，落後股（lagging strand）是由許多片段組成的，而每個片段的最前端都有一小段不是由 DNA 組成的「臨時腳手架」。如果一個酵素正沿著 $5'\rightarrow3'$ 方向前進並合成新的 DNA，它遇到前方這些阻礙時，必須具備什麼樣的「拆除能力」才能讓 DNA 序列變得完整且連續呢？
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同學太棒了！你能精準選出 (B) 選項，代表你對大腸桿菌（E. coli）DNA 複製過程中各類聚合酶的細微差異掌握得非常透徹。
DNA 聚合酶 I 的獨特生理功能
在大腸桿菌中，DNA 聚合酶 I（DNA polymerase I）是一個多功能的酵素。雖然大多數的 DNA 聚合酶（如 DNA Pol III）都具備 $3'\rightarrow5'$ 的外切酶活性來進行「校對（proofreading）」，但 DNA 聚合酶 I 最獨特的地方在於它額外擁有的 $5'\rightarrow3'$ 外切酶活性。在複製過程中，這項功能就像是「推土機」，能將前方由引子酶（Primase）留下的 RNA 引子（RNA primers） 逐一降解並移除，同時利用其聚合酶活性填補空隙，確保 Okazaki 段落最終能連成完整的 DNA 鏈。
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DNA 聚合酶 I 活性
💡 DNA 聚合酶 I 的 5'→3' 外切酶活性專責移除 RNA 引子。
| 比較維度 | 5' → 3' 外切酶活性 | VS | 3' → 5' 外切酶活性 |
|---|---|---|---|
| 核心功能 | 移除引子、修補損傷 | — | 校對錯誤 (Proofreading) |
| 作用方向 | 向前切除 (與合成同向) | — | 向後切除 (往回糾錯) |
| 發生時機 | 處理岡崎片段或修補 DNA | — | 合成時發現配對錯誤 |
💬5'切除是用於「清理與換新」，3'切除是用於「品質把關」。
