為什麼 DNA 複製的引物不是 DNA？

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如果用DNA做引物不就可以省去把RNA引物切掉的麻煩了嗎？還是說因為用RNA比較好識別？

因為DNA polymerase不能從頭開始複製DNA，而DNA Primase可以先合成一個短鏈的RNA然後提供3"的複製端（最短為兩個）。原因有好幾個，例如細胞核里大量分布的是dNTP而非dNMP，所以從頭開始複製會導致最上端有個高能磷酸鍵，而由於DNA本身很穩定所以這一端不好處理。

ps提醒題主所有的生化理論與機制都是根據實驗結果推出來的，所以我提到的這些「結論」都是因為DNA polymerase的反應中心需要鎂離子和新添加dNTP的磷酸相互作用來激活其與已合成鏈的3"-OH反應，如下圖：

但是這個活性中心需要大於等於3個（兩個已有的和一個新加的）脫氧核苷酸殘基。

如果將來人們在海底（或者外太空？）找到了一種生物不用RNA primer，這個理論就作廢了。

Reference:

DNA Polymerases: Structural Diversity and Common Mechanisms

這論文目測要在學校購買的情況下才能看。。。

才發現 @梁書嘉已經回答了，最重要的就是 DNA polymerase只能在3』 -OH 端加 dNTP。

不過我想對題主說的「用 DNA 做引物就可以把 RNA 引物切掉的麻煩省去」的概念發展一下：

在 DNA 複製中用 RNA做引物有什麼好處？

DNA polymerase 5』端到3』端延伸的特性決定了總有拖後腿的一條鏈（lagging stand）。

解旋之後，雙鏈需要『同速』完成 DNA 複製，不然就像壞了的拉鏈，卡在某處。2006年一篇很有趣的文章發現 primase合成 RNA primer 使得leading strand 放慢腳步。

文章鏈接放在下面，繼續搬磚。。。有空再補。

Reference:

http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/pdf/nature04317.pdf

不是這個領域的，但是正在上一門edx的課，所以討論一下，望批評指正。

1、DNA polymerase需要一個primer或者更確切是primer：template junction，它自己不能利用ssDNA（single strand DNA）從頭複製。

2、DNA polymerase也無法自己合成一個primer，這個primer是由另一種酶Primase來合成的。

3、這個Primase能夠複製一段ssDNA，生成一段5-10 nucleotides的primer。

4、Primase是一種特殊的RNA polymerase，可以根據DNA合成出RNA，而且是一段ssDNA template合成出一段RNA。

5、在細胞中DNA polymerase使用RNA primer：template junction的。但是在實驗室中，DNA polymerase也可以使用DNA primer：template junction。

6、這個RNA primer在DNA polymerase複製之後，會被RNase H、5" exonuclease切掉，再由DNA polymerase和DNA ligase給接上。這一步驟可以看作為一種DNA repair。

7、至於為什麼細胞中沒有出現一種酶可以根據ssDNA合成一小段DNA primer，然後既滿足DNA polymerase需要primer，又可以免去RNase H等之後的修復，我不是很清楚。也許 @員炊事提供了一種解釋，合成RNA primer是為了使得leading strand降速來等待lagging strand（不好意思，不是這個領域的，所以文章沒看）。但是我還是有個疑問，lagging strand的RNA primer更多，更需要Primase。所以你只降低了一次leading strand的速，但是卻降低了多次lagging strand的速。這如何解釋呢？

以上答案均是參考edx的《molecular biology： DNA replication》這門課和James Waston的《Molecular biology of the gene》這本書。