ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่ควบคุมโดยดีเอ็นเอ
โครงสร้างสามมิติของ โมทีฟ เฮลิกซ์-เทิร์น-เฮลิกซ์ ที่จับกับ DNA ในเอนไซม์ DNA โพลีเมอเรสเบตาของมนุษย์ (อ้างอิงจากไฟล์ PDB 7ICG )
ตัวระบุ
หมายเลข EC	2.7.7.7
หมายเลข CAS	9012-90-2
ฐานข้อมูล
อินท์เอ็นซ์	มุมมองของ IntEnz
เบรนด้า	เบรนด้าเข้าร่วม
เอ็กซ์แพซี่	มุมมองของ NiceZyme
เคกก์	รายการ KEGG
เมตาไซค์	วิถีการเผาผลาญ
ไพรแอม	ประวัติโดยย่อ
โครงสร้างPDB	RCSB PDB PDBe PDBsum
ออนโทโลยีของยีน	อามิโก้ / ควิกโก้
ค้นหา พีเอ็มซี บทความ พับเมด บทความ เอ็นซีบีไอ โปรตีน

ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเป็นสมาชิกของกลุ่มเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอ จากนิวคลีโอไซด์ไตรฟอสเฟตซึ่งเป็นสารตั้งต้นโมเลกุลของดีเอ็นเอ เอนไซม์เหล่านี้มีความสำคัญต่อการจำลองดีเอ็นเอและมักทำงานเป็นกลุ่มเพื่อสร้างดีเอ็นเอคู่สองสายที่เหมือนกันจากดีเอ็นเอคู่สายเดิมเพียงสายเดียว ในระหว่างกระบวนการนี้ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะ "อ่าน" สายดีเอ็นเอที่มีอยู่เพื่อสร้างสายใหม่สองสายที่ตรงกับสายที่มีอยู่^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} เอนไซม์เหล่านี้เร่งปฏิกิริยาเคมี

ดีออกซีนิวคลีโอไซด์ไตรฟอสเฟต + DNA _n ⇌ ไพโรฟอสเฟต + DNA _n+ 1

เอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะเพิ่มนิวคลีโอไทด์เข้าไปที่ปลาย 3' (3')ของสายดีเอ็นเอทีละนิวคลีโอไทด์ ทุกครั้งที่เซลล์แบ่งตัวจำเป็นต้องใช้เอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสในการจำลองดีเอ็นเอของเซลล์ เพื่อให้สำเนาของโมเลกุลดีเอ็นเอเดิมสามารถส่งต่อไปยังเซลล์ลูกแต่ละเซลล์ได้ ด้วยวิธีนี้ ข้อมูลทางพันธุกรรมจึงถูกส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น

ก่อนที่กระบวนการจำลองแบบจะเกิดขึ้นได้ เอนไซม์ที่เรียกว่าเฮลิเคสจะคลายเกลียวโมเลกุล DNA จากโครงสร้างที่พันกันแน่น โดยในกระบวนการนี้จะทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสของนิวคลีโอไทด์ซึ่งจะทำให้ DNA สองสายคลายตัวหรือ "แยกออก" กลายเป็น DNA สองสายเดี่ยวที่สามารถใช้เป็นแม่แบบสำหรับการจำลองแบบในปฏิกิริยาข้างต้นได้

ในปี พ.ศ. 2499 อาร์เธอร์ คอร์นเบิร์กและเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบดีเอ็นเอพอลิเมอเรส I (Pol I) ในแบคทีเรีย Escherichia coliพวกเขาได้อธิบายกระบวนการจำลองดีเอ็นเอโดยที่ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะคัดลอกลำดับเบสของสายดีเอ็นเอแม่แบบ คอร์นเบิร์กได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี พ.ศ. 2492 จากผลงานนี้^{[ 7 ]}ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส IIถูกค้นพบโดยโทมัส คอร์นเบิร์ก (บุตรชายของอาร์เธอร์ คอร์นเบิร์ก ) และมัลคอล์ม อี. เกฟเตอร์ ในปี พ.ศ. 2513 ขณะที่กำลังอธิบายบทบาทของ Pol I ในการจำลองดีเอ็นเอของ E. coli เพิ่มเติม ^{[ 8 ]}มีการค้นพบดีเอ็นเอพอลิเมอเรสอีก 3 ชนิดในE. coliได้แก่ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส III (ค้นพบในช่วงปี พ.ศ. 2513) และดีเอ็นเอพอลิเมอเรส IVและV (ค้นพบในปี พ.ศ. 2542) ^{[ 9 ]}ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2526 เป็นต้นมา มีการใช้ DNA polymerase ในปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) และตั้งแต่ปี พ.ศ. 2531 มีการใช้ DNA polymerase ที่ทนความร้อนแทน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเติมในทุกรอบของ PCR

หน้าที่หลักของเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสคือการสังเคราะห์ดีเอ็นเอจากดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของดีเอ็นเอ การสร้างสำเนาดีเอ็นเอเกิดขึ้นจากการจับคู่ของนิวคลีโอไทด์กับเบสที่มีอยู่บนแต่ละสายของโมเลกุลดีเอ็นเอเดิม การจับคู่นี้เกิดขึ้นในรูปแบบเฉพาะเสมอ โดยไซโตซีนจับคู่กับกัวนีนและไทมีน จับ คู่กับอะดีนีนจะเกิดเป็นสองคู่แยกกัน ในทางตรงกันข้าม เอนไซม์อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรสจะสังเคราะห์อาร์เอ็นเอจากไรโบนิวคลีโอไทด์จากอาร์เอ็นเอหรือดีเอ็นเอ

เมื่อสังเคราะห์ DNA ใหม่ เอนไซม์ DNA polymerase สามารถเพิ่มนิวคลีโอไทด์อิสระได้เฉพาะที่ปลาย 3'ของสาย DNA ที่กำลังสร้างขึ้นใหม่เท่านั้น ส่งผลให้สาย DNA ที่กำลังสร้างขึ้นใหม่ยาวขึ้นในทิศทาง 5'–3'

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ทิศทางของสายดีเอ็นเอที่เกิดขึ้นใหม่ (สายลูก) นั้นตรงข้ามกับทิศทางที่เอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเคลื่อนที่ไปตามสายแม่แบบ เนื่องจากเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสต้องการหมู่ 3' OH ที่เป็นอิสระสำหรับการเริ่มต้นการสังเคราะห์ จึงสามารถสังเคราะห์ได้เพียงทิศทางเดียวโดยการต่อเติมปลาย 3' ของสายนิวคลีโอไทด์ที่มีอยู่เดิม ดังนั้น เอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจึงเคลื่อนที่ไปตามสายแม่แบบในทิศทาง 3'–5' และสายลูกจะเกิดขึ้นในทิศทาง 5'–3' ความแตกต่างนี้ทำให้ดีเอ็นเอสองสายที่เกิดขึ้นนั้นประกอบด้วยสายดีเอ็นเอสองสายที่ ขนาน กัน ในทิศทางตรงกันข้าม

การทำงานของเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสไม่ได้สมบูรณ์แบบเสียทีเดียว โดยเอนไซม์จะทำผิดพลาดประมาณหนึ่งครั้งต่อเบสคู่หนึ่งพันล้านคู่ที่ถูกคัดลอก การแก้ไขข้อผิดพลาดเป็นคุณสมบัติของดีเอ็นเอพอลิเมอเรสบางชนิด แต่ไม่ใช่ทุกชนิด กระบวนการนี้จะแก้ไขข้อผิดพลาดในดีเอ็นเอที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ เมื่อตรวจพบเบสคู่ที่ไม่ถูกต้อง ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะเคลื่อนถอยหลังไปหนึ่งเบสคู่ การทำงานของเอนไซม์ในส่วน 3'–5' exonucleaseจะช่วยให้สามารถตัดเบสคู่ที่ไม่ถูกต้องออกไปได้ (กระบวนการนี้เรียกว่าการตรวจสอบความถูกต้อง ) หลังจากตัดเบสออกแล้ว พอลิเมอเรสสามารถใส่เบสที่ถูกต้องกลับเข้าไปใหม่ได้ และการจำลองแบบก็จะดำเนินต่อไปได้ ซึ่งจะรักษาความสมบูรณ์ของสายดีเอ็นเอเดิมที่ส่งต่อไปยังเซลล์ลูก

ความแม่นยำมีความสำคัญมากในการจำลองดีเอ็นเอ การจับคู่เบสของดีเอ็นเอที่ไม่ตรงกันอาจส่งผลให้โปรตีน ทำงานผิดปกติ และอาจนำไปสู่โรคมะเร็งได้ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสหลายตัวมีโดเมนเอ็กโซนิวคลีเอส ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับการจับคู่เบสที่ไม่ตรงกันและทำหน้าที่กำจัดนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ถูกต้องเพื่อแทนที่ด้วยนิวคลีโอไทด์ที่ถูกต้อง^{[ 10 ]}รูปร่างและการโต้ตอบที่รองรับการจับคู่เบสแบบวัตสันและคริกเป็นสิ่งที่มีส่วนสำคัญในการตรวจจับหรือความผิดพลาด พันธะไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในการจับและการโต้ตอบของการจับคู่เบส การสูญเสียการโต้ตอบที่เกิดขึ้นที่การจับคู่ที่ไม่ตรงกันจะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมดุลสำหรับการจับของแม่แบบ-ไพรเมอร์จากพอลิเมอเรสไปยังโดเมนเอ็กโซนิวคลีเอส นอกจากนี้ การรวมนิวคลีโอไทด์ที่ผิดจะทำให้การพอลิเมอไรเซชันของดีเอ็นเอช้าลง ความล่าช้านี้ทำให้ดีเอ็นเอมีเวลาเปลี่ยนจากตำแหน่งพอลิเมอเรสไปยังตำแหน่งเอ็กโซนิวคลีเอส การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการสูญเสียการโต้ตอบที่แตกต่างกันเกิดขึ้นที่การจับคู่ที่ไม่ตรงกันที่แตกต่างกัน ในการจับคู่ที่ไม่ตรงกันระหว่างพิวรีนและไพริมิดีน จะมีการเคลื่อนที่ของไพริมิดีนไปทางร่องหลักและพิวรีนไปทางร่องรอง เมื่อเทียบกับรูปร่างของช่องยึดของดีเอ็นเอพอลิเมอเรส จะเกิดการชนกันทางสเตอริกขึ้นระหว่างพิวรีนและสารตกค้างในร่องรอง และไพริมิดีนจะสูญเสียปฏิสัมพันธ์แวนเดอร์วาลส์ และไฟฟ้าสถิตที่สำคัญไป ^{[ 11 ]}การจับคู่ที่ไม่ตรงกันระหว่างไพริมิดีนและไพริมิดีนจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้น้อยกว่า เนื่องจากเบสจะเคลื่อนที่ไปทางร่องหลัก และมีการกีดขวางทางสเตอริกน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการจับคู่ที่ไม่ตรงกันที่แตกต่างกันจะส่งผลให้คุณสมบัติทางสเตอริกแตกต่างกัน แต่ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสก็ยังสามารถตรวจจับและแยกแยะความแตกต่างได้อย่างสม่ำเสมอและรักษาความถูกต้องแม่นยำในการจำลองดีเอ็นเอ^{[ 12 ]}การพอลิเมอไรเซชันของดีเอ็นเอยังมีความสำคัญต่อกระบวนการกลายพันธุ์หลายอย่างและถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเทคโนโลยีชีวภาพ

เอนไซม์ DNA polymerase ที่รู้จักกันนั้นมีโครงสร้างที่อนุรักษ์ไว้สูง ซึ่งหมายความว่าหน่วยย่อย เร่งปฏิกิริยาโดยรวมของพวกมัน จะแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยในแต่ละสปีชีส์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโดเมน โครงสร้างที่อนุรักษ์ไว้มักบ่งชี้ถึงหน้าที่สำคัญที่ไม่สามารถทดแทนได้ของเซลล์ ซึ่งการรักษาโครงสร้างดังกล่าวไว้จะให้ประโยชน์ในเชิงวิวัฒนาการ รูปร่างสามารถอธิบายได้ว่าคล้ายกับมือขวาที่มีโดเมนนิ้วหัวแม่มือ นิ้ว และฝ่ามือ โดเมนฝ่ามือดูเหมือนจะทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนหมู่ฟอสฟอริลในปฏิกิริยาการถ่ายโอนฟอสฟอริล DNA จะจับกับฝ่ามือเมื่อเอนไซม์ทำงาน เชื่อกันว่าปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยกลไกไอออนโลหะสองตัว โดเมนนิ้วทำหน้าที่จับนิวคลีโอไซด์ไตรฟอสเฟตกับฐานแม่แบบ โดเมนนิ้วหัวแม่มือมีบทบาทที่เป็นไปได้ในกระบวนการ การเคลื่อนย้าย และการจัดตำแหน่งของ DNA ^{[ 13 ]}

การเร่งปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วของ DNA polymerase เกิดจากลักษณะการทำงานแบบต่อเนื่อง (processive nature) ลักษณะการทำงานแบบต่อเนื่องเป็นลักษณะเฉพาะของเอนไซม์ที่ทำงานบนสารตั้งต้นที่เป็นพอลิเมอร์ ในกรณีของ DNA polymerase ระดับการทำงานแบบต่อเนื่องหมายถึงจำนวนนิวคลีโอไทด์เฉลี่ยที่เพิ่มเข้ามาในแต่ละครั้งที่เอนไซม์จับกับแม่แบบ โดยเฉลี่ยแล้ว DNA polymerase ต้องใช้เวลาประมาณหนึ่งวินาทีในการค้นหาและจับกับจุดเชื่อมต่อไพรเมอร์/แม่แบบ เมื่อจับแล้ว DNA polymerase ที่ทำงานแบบต่อเนื่องจะเพิ่มนิวคลี โอไทด์ ในอัตราหนึ่งนิวคลีโอไทด์ต่อวินาที^{[ 14 ] : 207–208} อย่างไรก็ตาม DNA polymerase ที่ทำงานแบบต่อเนื่องจะเพิ่มนิวคลีโอไทด์หลายตัวต่อวินาที ทำให้เพิ่มอัตราการสังเคราะห์ DNA อย่างมาก ระดับการทำงานแบบต่อเนื่องเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการสังเคราะห์ DNA อัตราการสังเคราะห์ DNA ในเซลล์ที่มีชีวิตถูกกำหนดครั้งแรกเป็นอัตราการยืดตัวของ DNA ของฟาจ T4 ในE. coli ที่ติดเชื้อฟา จ ในช่วงระยะเวลาที่ DNA เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณที่อุณหภูมิ 37 °C อัตราการเพิ่มขึ้นของ DNA คือ 749 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที^{[ 15 ]}

ความสามารถของ DNA polymerase ในการเลื่อนไปตามแม่แบบ DNA ช่วยให้เกิดกระบวนการที่เพิ่มขึ้น มีการเพิ่มขึ้นอย่างมากของกระบวนการที่จุดแยกการจำลองแบบ การเพิ่มขึ้นนี้เกิดขึ้นได้จากการที่ DNA polymerase เชื่อมโยงกับโปรตีนที่เรียกว่า sliding DNA clamp clamps เหล่านี้เป็นหน่วยย่อยของโปรตีนหลายหน่วยที่เชื่อมโยงกันในรูปทรงวงแหวน โดยใช้การไฮโดรไลซิสของ ATP โปรตีนกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่าsliding clamp loading proteinsจะเปิดโครงสร้างวงแหวนของ sliding DNA clamps ทำให้สามารถจับและปล่อยจากสาย DNA ได้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนกับ clamp จะป้องกันไม่ให้ DNA polymerase แพร่กระจายออกจากแม่แบบ DNA จึงมั่นใจได้ว่าเอนไซม์จะจับกับจุดเชื่อมต่อของไพรเมอร์/แม่แบบเดียวกันและดำเนินการจำลองแบบต่อไป^{[ 14 ] : 207–208} DNA polymerase จะเปลี่ยนโครงสร้าง เพิ่มความสัมพันธ์กับ clamp เมื่อเชื่อมโยงกับมัน และลดความสัมพันธ์เมื่อการจำลองแบบของ DNA ส่วนหนึ่งเสร็จสมบูรณ์เพื่อให้ปล่อยออกจาก clamp ได้

กระบวนการทำงานของ DNA polymerase ได้รับการศึกษาด้วยการทดลองโมเลกุลเดี่ยวในหลอดทดลอง (เช่นคีมจับแสงและคีมจับแม่เหล็ก ) ซึ่งเผยให้เห็นการทำงานร่วมกันระหว่าง DNA polymerase และโมเลกุลอื่นๆ ของ replisome ( helicaseและSSB ) และกับส้อมการจำลองแบบ DNA ^{[ 16 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้นำไปสู่การพัฒนารูปแบบจลนศาสตร์แบบเสริมฤทธิ์สำหรับการจำลองแบบ DNA ซึ่งอธิบายถึงการเพิ่มขึ้นของกระบวนการทำงานของ DNA polymerase ที่เกิดขึ้น^{[ 16 ]}

ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสแฟมิลี A
คู่ c:o6-เมทิล-กัวนีน ในตำแหน่งเบสคู่ของพอลิเมอเรส-2
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	ดีเอ็นเอ_พอล_เอ
พีแฟม	PF00476
อินเตอร์โปร	IPR001098
ปราดเปรื่อง	-
โปรไซต์	PDOC00412
สโคป2	1dpi / SCOPe / SUPFAM
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR001098 PF00476 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR001098 PF00476

ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสแฟมิลี บี
โครงสร้างผลึกของ rb69 gp43 ที่จับคู่กับ DNA ที่มีไทมีนไกลคอล
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	ดีเอ็นเอ_พอล_บี
พีแฟม	PF00136
ตระกูลพีแฟม	ซีแอล0194
อินเตอร์โปร	IPR006134
โปรไซต์	PDOC00107
สโคป2	1noy / SCOPe / SUPFAM
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR006134 PF00136 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR006134 PF00136

ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสชนิด B, ออร์แกเนลล์ และไวรัส
ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส phi29 รูปแบบผลึกออร์โธรอมบิก คอมเพล็กซ์ ssdna
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	ดีเอ็นเอ_พอล_บี_2
พีแฟม	PF03175
ตระกูลพีแฟม	ซีแอล0194
อินเตอร์โปร	IPR004868
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR004868 PF03175 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR004868 PF03175

โดยพิจารณาจากความคล้ายคลึงกันของลำดับ สามารถแบ่งเอนไซม์ DNA polymerase ออกเป็นเจ็ดตระกูลย่อย ได้แก่ A, B, C, D, X, Y และ RT

ไวรัสบางชนิดยังสร้างเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสชนิดพิเศษ เช่นดีเอ็นเอพอลิเมอเรสของไวรัสตับอักเสบ บี เอนไซม์เหล่านี้อาจจำลองดีเอ็นเอของไวรัสอย่างเลือกสรรผ่านกลไกต่างๆ ส่วนไวรัสเรโทรไวรัสสร้างเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสชนิดพิเศษที่เรียกว่ารีเวิร์สทรานสคริปเทสซึ่งเป็นดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่ขึ้นอยู่กับอาร์เอ็นเอ (RdDp) มันสร้างดีเอ็นเอจากแม่แบบอาร์เอ็นเอ

เอนไซม์พอลิเมอเรสในแบคทีเรียมีอยู่สองรูปแบบ คือ พอลิเมอเรสหลักและโฮโลเอนไซม์ พอลิเมอเรสหลักสังเคราะห์ DNA จากแม่แบบ DNA แต่ไม่สามารถเริ่มต้นการสังเคราะห์ได้ด้วยตัวเองหรืออย่างแม่นยำ ในขณะที่โฮโลเอนไซม์สามารถเริ่มต้นการสังเคราะห์ได้อย่างแม่นยำ

เอนไซม์ พอลิเมอเรสตระกูล A ของโปรคาริโอต ได้แก่ เอนไซม์ DNA polymerase I (Pol I) ซึ่งถูกเข้ารหัสโดยยีนpolA และพบได้ทั่วไปในโปรคาริโอต พอลิเมอเรสซ่อมแซมนี้เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมแบบตัดออกด้วยกิจกรรมเอ็กโซนิวคลีเอสทั้ง 3'–5' และ 5'–3' และการประมวลผลชิ้นส่วน Okazakiที่สร้างขึ้นระหว่างการสังเคราะห์สายล้าหลัง^{[ 21 ]} Pol I เป็นพอลิเมอเรสที่มีปริมาณมากที่สุด คิดเป็น >95% ของกิจกรรมพอลิเมอเรสใน E. coli อย่างไรก็ตาม พบเซลล์ที่ขาด Pol I ซึ่งบ่งชี้ว่ากิจกรรมของ Pol I สามารถถูกแทนที่ได้ด้วยพอลิเมอเรสอีกสี่ตัว Pol I เพิ่มนิวคลีโอไทด์ประมาณ 15-20 ตัวต่อวินาที ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่ไม่ดี แทนที่จะเป็นเช่นนั้น Pol I เริ่มเพิ่มนิวคลีโอไทด์ที่จุดเชื่อมต่อไพรเมอร์ RNA:แม่แบบที่เรียกว่าต้นกำเนิดของการจำลองแบบ (ori) เมื่ออยู่ห่างจากจุดเริ่มต้นประมาณ 400 bp โฮโลเอนไซม์ Pol III จะถูกประกอบขึ้นและเข้าควบคุมการจำลองแบบด้วยความเร็วและลักษณะการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูง^{[ 22 ]}

Taq polymeraseเป็นเอนไซม์ที่ทนความร้อนในกลุ่มนี้ซึ่งไม่มีความสามารถในการตรวจสอบความถูกต้อง ^{[ 23 ]}

DNA polymerase IIเป็นพอลิเมอเรสตระกูล B ที่เข้ารหัสโดยยีน polB Pol II มีกิจกรรมเอ็กโซนิวคลีเอส 3'–5' และมีส่วนร่วมในการซ่อมแซม DNAการเริ่มต้นการจำลองใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย และการปรากฏตัวของมันในเซลล์สามารถเพิ่มขึ้นจากประมาณ 30-50 สำเนาต่อเซลล์เป็นประมาณ 200–300 ในระหว่างการเหนี่ยวนำ SOS Pol II ยังถูกคิดว่าเป็นตัวสำรองของ Pol III เนื่องจากสามารถโต้ตอบกับโปรตีนโฮโลเอนไซม์และมีระดับการประมวลผลสูง บทบาทหลักของ Pol II ถูกคิดว่าเป็นความสามารถในการชี้นำกิจกรรมพอลิเมอเรสที่ฟอร์กการจำลองและช่วยให้ Pol III ที่หยุดชะงักหลีกเลี่ยงการจับคู่ที่ไม่ตรงกันที่ปลาย^{[ 24 ]}

เอนไซม์ Pfu DNA polymeraseเป็นเอนไซม์ที่ทนความร้อนในตระกูลนี้ พบในอาร์เคีย ที่ทนความร้อนสูง Pyrococcus furiosus [ ^{25 ] การ}จำแนกประเภทโดยละเอียดแบ่งตระกูล B ในอาร์เคียออกเป็น B1, B2, B3 โดยที่ B2 เป็นกลุ่มของเอนไซม์เทียม Pfuอยู่ในตระกูล B3 PolB อื่นๆ ที่พบในอาร์เคียเป็นส่วนหนึ่งของ "Casposons" ซึ่งเป็นทรานสโพซอนที่ขึ้นอยู่กับ Cas1 ^{[ 26 ]}ไวรัสบางชนิด (รวมถึง Φ29 DNA polymerase ) และพลาสมิดไมโทคอนเดรียก็มี polB เช่นกัน ^{[ 27 ]}

เอนไซม์ DNA polymerase III holoenzyme เป็นเอนไซม์หลักที่เกี่ยวข้องกับการจำลองแบบ DNA ในE. coliและจัดอยู่ในกลุ่ม polymerase ตระกูล C ประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วน ได้แก่ แกน pol III, ปัจจัยการทำงานของ แคลมป์เลื่อน เบต้า และคอมเพล็กซ์โหลดแคลมป์ แกนประกอบด้วยหน่วยย่อยสามหน่วย ได้แก่ α ซึ่งเป็นศูนย์กลางกิจกรรมของ polymerase, ɛ ซึ่งเป็นตัวตรวจสอบความถูกต้องของ exonucleolytic และ θ ซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นตัวทำให้เสถียรสำหรับ ɛ ปัจจัยการทำงานของแคลมป์เลื่อนเบต้ายังมีอยู่เป็นคู่ โดยมีหนึ่งหน่วยสำหรับแต่ละแกน เพื่อสร้างแคลมป์ที่ล้อมรอบ DNA ทำให้มีการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูง^{[ 28 ]} ส่วนประกอบที่สามคือ คอมเพล็กซ์โหลดแคลมป์ เจ็ดหน่วยย่อย (τ2γδδ ′ χψ)

แบบจำลอง "ทรอมโบน" ในตำราเก่าแสดงให้เห็นคอมเพล็กซ์การยืดตัวที่มีเอนไซม์หลักสองตัวเทียบเท่าที่แต่ละจุดแยกการจำลองแบบ (RF) หนึ่งตัวสำหรับแต่ละสาย คือสายที่ล้าหลังและสายที่นำหน้า^{[ 24 ]}อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดจากการศึกษาโมเลกุลเดี่ยวบ่งชี้ว่ามีเอนไซม์หลักเทียบเท่าสัดส่วนเฉลี่ยสามตัวที่แต่ละ RF สำหรับทั้ง Pol III และคู่ของมันในB. subtilis คือ PolC ^{[ 29 ]} กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ในเซลล์เผยให้เห็นว่าการสังเคราะห์สายที่นำหน้าอาจไม่ต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์ และ Pol III* (เช่น หน่วยย่อย α, ε, τ, δ และ χ ของโฮโลเอนไซม์โดยไม่มีแคลมป์เลื่อน ß2) มีความถี่สูงของการแยกตัวออกจาก RF ที่ทำงานอยู่^{[ 30 ]} ในการศึกษาเหล่านี้ อัตราการหมุนเวียนของจุดแยกการจำลองแบบอยู่ที่ประมาณ 10 วินาทีสำหรับ Pol III*, 47 วินาทีสำหรับแคลมป์เลื่อน ß2 และ 15 นาทีสำหรับเฮลิเคส DnaB สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเฮลิเคส DnaB อาจยังคงเชื่อมโยงอย่างมั่นคงที่ RF และทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสร้างโฮโลเอนไซม์ที่มีความสามารถ การศึกษาโมเลกุลเดี่ยว ในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่า Pol III* มีอัตราการหมุนเวียน RF สูงเมื่อมีมากเกินไป แต่ยังคงเชื่อมโยงอย่างมั่นคงกับฟอร์กการจำลองแบบเมื่อความเข้มข้นมีจำกัด^{[ 30 ]} การศึกษาโมเลกุลเดี่ยวอีกการศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมเฮลิเคส DnaB และการยืดสายสามารถดำเนินไปได้ด้วยจลนศาสตร์แบบสุ่มที่ไม่เชื่อมโยงกัน^{[ 30 ]}

ในE. coliดีเอ็นเอพอลิเมอเรส IV (Pol IV) เป็นดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่มีข้อผิดพลาดได้ง่ายและเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์แบบไม่เจาะจงเป้าหมาย^{[ 31 ]} Pol IV เป็นพอลิเมอเรสในตระกูล Y ที่แสดงออกโดย ยีน dinBซึ่งถูกเปิดใช้งานผ่านการเหนี่ยวนำ SOS ที่เกิดจากพอลิเมอเรสที่หยุดชะงักที่จุดแยกการจำลองแบบ ในระหว่างการเหนี่ยวนำ SOS การผลิต Pol IV จะเพิ่มขึ้นสิบเท่า และหนึ่งในหน้าที่ในช่วงเวลานี้คือการรบกวนกระบวนการทำงานของเอนไซม์ Pol III แบบสมบูรณ์ ซึ่งจะสร้างจุดตรวจสอบ หยุดการจำลองแบบ และให้เวลาในการซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอผ่านเส้นทางการซ่อมแซมที่เหมาะสม^{[ 32 ]}อีกหน้าที่หนึ่งของ Pol IV คือการสังเคราะห์แบบข้ามรอยโรคที่จุดแยกการจำลองแบบที่หยุดชะงัก เช่น การข้ามสารประกอบ N2-deoxyguanine ในอัตราที่เร็วกว่าการข้ามดีเอ็นเอที่ไม่เสียหาย เซลล์ที่ขาด ยีน dinBจะมีอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงขึ้นซึ่งเกิดจากสารที่ทำให้ดีเอ็นเอเสียหาย^{[ 33 ]}

DNA polymerase V (Pol V) เป็น DNA polymerase ในตระกูล Y ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนอง SOSและกลไกการซ่อมแซม DNA แบบtranslesion synthesis ^{[ 34 ]}การถอดรหัสของ Pol V ผ่าน ยีน umuDCถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้ผลิต Pol V เฉพาะเมื่อมี DNA ที่เสียหายอยู่ในเซลล์ ทำให้เกิดการตอบสนอง SOS โพลีเมอเรสที่หยุดชะงักทำให้RecAจับกับ ssDNA ซึ่งทำให้ โปรตีน LexAย่อยสลายตัวเอง จากนั้น LexAจะสูญเสียความสามารถในการยับยั้งการถอดรหัสของโอเปรอน umuDC นิวคลีโอโปรตีน RecA-ssDNA ตัวเดียวกันนี้จะปรับเปลี่ยนโปรตีน UmuD หลังการแปลเป็นโปรตีน UmuD' UmuD และ UmuD' สร้างเฮเทอโรไดเมอร์ที่โต้ตอบกับ UmuC ซึ่งจะกระตุ้นกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของโพลีเมอเรสของ umuC บน DNA ที่เสียหาย^{[ 35 ]}ในE. coliมีการเสนอแบบจำลอง "เข็มขัดเครื่องมือ" ของพอลิเมอเรสสำหรับการสลับ pol III กับ pol IV ที่จุดหยุดการจำลองแบบ ซึ่งพอลิเมอเรสทั้งสองจะจับกับ β-clamp พร้อมกัน^{[ 36 ]}อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการแสดงให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมของพอลิเมอเรส TLS มากกว่าหนึ่งตัวที่ทำงานต่อเนื่องกันเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายในE. coliยิ่งไปกว่านั้น Pol IV สามารถเร่งปฏิกิริยาทั้งการแทรกและการขยายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง ในขณะที่ pol V ถือเป็นพอลิเมอเรส TLS SOS หลัก ตัวอย่างหนึ่งคือการหลีกเลี่ยงการเชื่อมโยงข้ามกัวนีน-ไทมีนภายในสาย ซึ่งแสดงให้เห็นบนพื้นฐานของความแตกต่างในลายเซ็นการกลายพันธุ์ของพอลิเมอเรสทั้งสองว่า pol IV และ pol V แข่งขันกันเพื่อ TLS ของการเชื่อมโยงข้ามภายในสาย^{[ 36 ]}

ในปี พ.ศ. 2541 ตระกูล D ของ DNA polymerase ถูกค้นพบในPyrococcus furiosusและMethanococcus jannaschii [ ^{38 ] คอมเพล็กซ์} PolD เป็นเฮเทอโรไดเมอร์ของสองสาย โดยแต่ละสายถูกเข้ารหัสโดย DP1 (การตรวจสอบความถูกต้องขนาดเล็ก) และ DP2 (ตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดใหญ่) แตกต่างจาก DNA polymerase อื่นๆ โครงสร้างและกลไกของแกนเร่งปฏิกิริยา DP2 คล้ายกับของRNA polymerase หลายหน่วยย่อย ส่วนต่อประสาน DP1-DP2 คล้ายกับนิ้วสังกะสีของ polymerase คลาส B ของยูคาริโอตและหน่วยย่อยขนาดเล็ก^{[ 18 ]} DP1 ซึ่ง เป็น เอ็กโซนิวคลีเอสคล้ายMre11 ^{[ 39 ]}น่าจะเป็นสารตั้งต้นของหน่วยย่อยขนาดเล็กของ Pol αและεซึ่งให้ความสามารถในการตรวจสอบความถูกต้องที่สูญหายไปในยูคาริโอต^{[ 26 ]}โดเมน HSH ปลาย N ของมันคล้ายกับโปรตีน AAAโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน่วยย่อย δ ของ Pol IIIและRuvBในโครงสร้าง^{[ 40 ]} DP2 มีโดเมน KH คลาส II [ 18 ^{] polD ของ} Pyrococcus abyssiมีความเสถียรต่อความร้อนและแม่นยำกว่าพอ ลิเมอเรส Taqแต่ยังไม่ได้รับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์^{[ 41 ]}มีการเสนอว่าพอลิเมอเรส DNA ตระกูล D เป็นพอลิเมอเรสแรกที่วิวัฒนาการในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว และพอลิเมอเรสจำลองแบบของบรรพบุรุษเซลล์สากลสุดท้าย (LUCA) จัดอยู่ในตระกูล D ^{[ 42 ]}

เอนไซม์พอลิเมอเรสในกลุ่มแฟมิลี X ประกอบด้วยเอนไซม์พอลิเมอเรสยูคาริโอติกที่รู้จักกันดีอย่าง pol β (เบตา) รวมถึงเอนไซม์พอลิเมอเรสยูคาริโอติกอื่นๆ เช่น Pol σ (ซิกมา), Pol λ (แลมบ์ดา) , Pol μ (มิว)และเอนไซม์เทอร์มินัลดีออกซีนิวคลีโอไทด์ทรานสเฟอเรส (TdT)เอนไซม์พอลิเมอเรสในกลุ่มแฟมิลี X พบได้ส่วนใหญ่ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง และพบได้บ้างในพืชและเชื้อรา เอนไซม์เหล่านี้มีบริเวณที่มีการอนุรักษ์สูง ซึ่งรวมถึงโมทีฟแบบเฮลิกซ์-แฮร์พิน-เฮลิกซ์สองแบบที่สำคัญต่อปฏิกิริยาระหว่างดีเอ็นเอกับพอลิเมอเรส โมทีฟหนึ่งตั้งอยู่ในโดเมน 8 kDa ที่ทำปฏิกิริยากับดีเอ็นเอส่วนปลาย และอีกโมทีฟหนึ่งตั้งอยู่ในโดเมนแบบนิ้วหัวแม่มือที่ทำปฏิกิริยากับสายไพรเมอร์ Pol β ซึ่งเข้ารหัสโดยยีน POLB จำเป็นสำหรับ การซ่อมแซมการตัดฐานแบบสั้นซึ่งเป็นเส้นทางการซ่อมแซม DNA ที่จำเป็นสำหรับการซ่อมแซมฐานที่ถูกอัลคิเลตหรือออกซิไดซ์ รวมถึงไซต์ที่ไม่มี เบส Pol λ และ Pol μ ซึ่งเข้ารหัสโดย ยีน POLLและPOLMตามลำดับ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อปลายที่ไม่เหมือนกันซึ่งเป็นกลไกในการเชื่อมต่อรอยแตกของ DNA สองสายที่เกิดจากไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และรังสีไอออนไนซ์ ตามลำดับ TdT แสดงออกเฉพาะในเนื้อเยื่อน้ำเหลือง และเพิ่ม "n นิวคลีโอไทด์" ให้กับรอยแตกสองสายที่เกิดขึ้นระหว่างการรวมตัวของ V(D)Jเพื่อส่งเสริมความหลากหลายทางภูมิคุ้มกัน^{[ 43 ]}

Pol α (อัลฟา) , Pol δ (เดลต้า)และPol ε (เอปไซลอน)เป็นสมาชิกของ Family B Polymerases และเป็นพอลิเมอเรสหลักที่เกี่ยวข้องกับการจำลองแบบ DNA ในนิวเคลียส คอมเพล็กซ์ Pol α (คอมเพล็กซ์ pol α-DNA primase) ประกอบด้วยหน่วยย่อยสี่หน่วย ได้แก่ หน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยาPOLA1หน่วยย่อยควบคุมPOLA2และหน่วยย่อยไพรเมสขนาดเล็กและขนาดใหญ่PRIM1และPRIM2ตามลำดับ เมื่อไพรเมสสร้างไพรเมอร์ RNA แล้ว Pol α จะเริ่มการจำลองแบบโดยยืดไพรเมอร์ออกไปประมาณ 20 นิวคลีโอไทด์^{[ 44 ]}เนื่องจากมีกระบวนการทำงานสูง Pol δ จึงเข้ามารับช่วงการสังเคราะห์สายนำและสายตามจาก Pol α ^{[ 14 ] : 218–219} Pol δ ถูกแสดงออกโดยยีนPOLD1ซึ่งสร้างหน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยาPOLD2 , POLD3และPOLD4ซึ่งสร้างหน่วยย่อยอื่นๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์กับProliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) ซึ่งเป็นแคลมป์ DNAที่ทำให้ Pol δ มีความสามารถในการประมวลผล^{[ 45 ]} Pol ε ถูกเข้ารหัสโดย ยีน POLE1ซึ่งเป็นหน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยาPOLE2และPOLE3มีรายงานว่าหน้าที่ของ Pol ε คือการขยายสายนำในระหว่างการจำลองแบบ^{[ 46 ] [ 47 ]}ในขณะที่ Pol δ ส่วนใหญ่จะจำลองแบบสายตามหลัง อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่า Pol δ อาจมีบทบาทในการจำลองแบบสายนำของ DNA ด้วยเช่นกัน^{[ 48 ]}บริเวณ "ซากพอลิเมอเรส" ปลาย C ของ Pol ε แม้ว่าจะไม่จำเป็นต่อกิจกรรมพอลิเมอเรส^{[ 49 ]}ก็เชื่อกันว่ามีความสำคัญต่อความมีชีวิตของเซลล์ บริเวณปลาย C นี้เชื่อกันว่าทำหน้าที่เป็นจุดตรวจสอบก่อนเข้าสู่ระยะแอนาเฟส ให้ความเสถียรแก่โฮโลเอนไซม์ และเพิ่มโปรตีนให้กับโฮโลเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการจำลองแบบ^{[ 50 ]} Pol ε มีโดเมน "ฝ่ามือ" ที่ใหญ่กว่าซึ่งให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงโดยไม่ขึ้นอยู่กับ PCNA ^{[ 49 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับพอลิเมอเรสตระกูล B อื่นๆ ตระกูลเอ็กโซนิวคลีเอส DEDD ที่รับผิดชอบการตรวจสอบความถูกต้องจะถูกปิดใช้งานใน Pol α ^{[ 26 ]} Pol ε มีเอกลักษณ์ตรงที่มีโดเมนนิ้วสังกะสีสองโดเมนและสำเนาที่ไม่ทำงานของพอลิเมอเรสตระกูล B อีกตัวหนึ่งที่ปลาย C การมีอยู่ของนิ้วสังกะสีนี้มีความเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของยูคาริโอตา ซึ่งในกรณีนี้จะถูกจัดอยู่ใน กลุ่ม Asgardร่วมกับพอลิเมอเรส B3 ของอาร์เคีย^{[ 51 ]}

Pol η (eta) , Pol ι (iota)และPol κ (kappa)เป็นเอนไซม์พอลิเมอเรสดีเอ็นเอในแฟมิลี Y ที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมดีเอ็นเอโดยการสังเคราะห์แบบแปลรหัส และถูกเข้ารหัสโดยยีน POLH, POLIและPOLKตามลำดับ สมาชิกในแฟมิลี Y มีโมทีฟทั่วไปห้าแบบเพื่อช่วยในการจับกับสารตั้งต้นและปลายไพรเมอร์ และทั้งหมดประกอบด้วยโดเมนทั่วไปของนิ้วหัวแม่มือ ฝ่ามือ และนิ้วมือข้างขวา พร้อมด้วยโดเมนเพิ่มเติม เช่น นิ้วก้อย (LF), โดเมนที่เกี่ยวข้องกับพอลิเมอเรส (PAD) หรือข้อมือ อย่างไรก็ตาม บริเวณออกฤทธิ์จะแตกต่างกันไปในแต่ละสมาชิกในแฟมิลีเนื่องจากความเสียหายที่ได้รับการซ่อมแซมแตกต่างกัน พอลิเมอเรสในแฟมิลี Y เป็นพอลิเมอเรสที่มีความแม่นยำต่ำ แต่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากกว่าโทษ เนื่องจากกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อพอลิเมอเรสสามารถก่อให้เกิดโรคต่างๆ ได้ เช่นมะเร็งผิวหนังและโรค Xeroderma Pigmentosum Variant (XPS)ความสำคัญของพอลิเมอเรสเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วจากข้อเท็จจริงที่ว่ายีนที่เข้ารหัส DNA พอลิเมอเรส η ถูกเรียกว่า XPV เนื่องจากการสูญเสียยีนนี้ส่งผลให้เกิดโรค Xeroderma Pigmentosum Variant Pol η มีความสำคัญอย่างยิ่งในการช่วยให้การสังเคราะห์แบบทรานส์เลชันของความเสียหายของ DNA ที่เกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต เป็นไปอย่างแม่นยำ การทำงานของ Pol κ ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่นักวิจัยได้พบหน้าที่ที่เป็นไปได้สองประการ เชื่อกันว่า Pol κ ทำหน้าที่เป็นตัวขยายหรือตัวแทรกเบสเฉพาะที่ความเสียหายของ DNA บางแห่ง พอลิเมอเรสการสังเคราะห์แบบทรานส์เลชันทั้งสามตัวพร้อมกับ Rev1 จะถูกดึงดูดไปยังรอยโรคที่เสียหายผ่าน DNA พอลิเมอเรสการจำลองแบบที่หยุดชะงัก มีสองเส้นทางในการซ่อมแซมความเสียหายซึ่งนำไปสู่การที่นักวิจัยสรุปว่าเส้นทางที่เลือกขึ้นอยู่กับว่าสายใดมีความเสียหาย สายนำหรือสายตาม^{[ 52 ]}

Pol ζ ซึ่งเป็นพอลิเมอเรสในกลุ่ม B อีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยสองหน่วยย่อย ได้แก่Rev3ซึ่งเป็นหน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยา และ Rev7 ( MAD2L2 ) ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของพอลิเมอเรส และมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แบบแปลรหัส Pol ζ ขาดกิจกรรมเอ็กโซนิวคลีเอสจาก 3' ไป 5' และมีความพิเศษตรงที่สามารถต่อขยายไพรเมอร์ที่มีปลายไม่ตรงกันได้Rev1มีสามบริเวณที่น่าสนใจ ได้แก่โดเมน BRCTโดเมนจับยูบิควิตินและโดเมนปลาย C และมีความสามารถในการถ่ายโอน dCMP ซึ่งจะเติมดีออกซีไซทิดีนตรงข้ามกับรอยโรคที่จะทำให้พอลิเมอเรสจำลอง แบบ Pol δและPol εหยุดชะงัก พอลิเมอเรสที่หยุดชะงักเหล่านี้จะกระตุ้นคอมเพล็กซ์ยูบิควิติน ซึ่งจะทำให้พอลิเมอเรสจำลองแบบแยกตัวออก และดึงดูด Pol ζ และ Rev1 เข้ามา เมื่อรวมกันแล้ว Pol ζ และ Rev1 จะเติมดีออกซีไซทิดีน และ Pol ζ จะต่อขยายผ่านรอยโรคไปได้ ผ่านกระบวนการที่ยังไม่ทราบแน่ชัด Pol ζ จะแยกตัวออก และพอลิเมอเรสการจำลองจะกลับมารวมตัวกันและดำเนินการจำลองต่อไป Pol ζ และ Rev1 ไม่จำเป็นสำหรับการจำลอง แต่การสูญเสียยีน REV3 ในยีสต์ที่กำลังแตกหน่ออาจทำให้มีความไวต่อสารที่ทำลาย DNA เพิ่มขึ้นเนื่องจากการยุบตัวของส้อมการจำลองที่พอลิเมอเรสการจำลองหยุดชะงัก^{[ 53 ]}

เทโลเมอเรสเป็นไรโบนิวคลีโอโปรตีนที่ทำหน้าที่จำลองปลายของโครโมโซมเชิงเส้น เนื่องจากดีเอ็นเอพอลิเมอเรสปกติไม่สามารถจำลองปลายหรือเทโลเมียร์ได้ ส่วนปลาย 3' ของโครโมโซมสองสายที่มีลำดับ 5'-TTAGGG-3' จะดึงดูดเทโลเมอเรส เทโลเมอเรสทำงานเหมือนกับดีเอ็นเอพอลิเมอเรสอื่นๆ โดยการขยายปลาย 3' แต่แตกต่างจากดีเอ็นเอพอลิเมอเรสอื่นๆ ตรงที่เทโลเมอเรสไม่ต้องการแม่แบบ หน่วยย่อย TERT ซึ่งเป็นตัวอย่างของรีเวิร์สทรานสคริปเทส ใช้หน่วยย่อย RNA เพื่อสร้างจุดเชื่อมต่อไพรเมอร์-แม่แบบที่ทำให้เทโลเมอเรสสามารถขยายปลาย 3' ของปลายโครโมโซมได้ การลดขนาดของเทโลเมียร์อย่างค่อยเป็นค่อยไปอันเป็นผลมาจากการจำลองหลายครั้งตลอดช่วงชีวิตนั้นเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับผลกระทบของความชรา^{[ 14 ] : 248–249}

Pol γ (แกมมา), Pol θ (ธีตา) และ Pol ν (นิว) เป็นพอลิเมอเรสในกลุ่ม A Pol γ ซึ่งถูกเข้ารหัสโดย ยีน POLGเคยถูกคิดว่าเป็นพอ ลิเมอเรส ในไมโท คอนเดรียเพียงชนิดเดียวมานานแล้ว อย่างไรก็ตาม การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าอย่างน้อยPol β (เบตา)ซึ่งเป็นพอลิเมอเรสในกลุ่ม X ก็มีอยู่ในไมโทคอนเด รียเช่นกัน ^{[ 54 ] [ 55 ]}การกลายพันธุ์ใดๆ ที่นำไปสู่การทำงานของ Pol γ ที่จำกัดหรือไม่ทำงานเลยจะมีผลกระทบอย่างมากต่อ mtDNA และเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของโรคไมโทคอนเดรียที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบออโตโซม^{[ 56 ]} Pol γ ประกอบด้วยโดเมนพอลิเมอเรสที่ปลาย C และโดเมนเอ็กโซนิวคลีเอส 3'–5' ที่ปลาย N ซึ่งเชื่อมต่อกันผ่านบริเวณตัวเชื่อมซึ่งจับกับหน่วยย่อยเสริม หน่วยย่อยเสริมจะจับกับ DNA และจำเป็นสำหรับกระบวนการทำงานของ Pol γ การกลายพันธุ์แบบจุด A467T ในบริเวณตัวเชื่อมเป็นสาเหตุของความผิดปกติของไมโทคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับ Pol γ มากกว่าหนึ่งในสาม^{[ 57 ]} แม้ว่าจะมีโฮโมล็อกของ Pol θ จำนวนมากที่เข้ารหัสโดย ยีน POLQอยู่ในยูคาริโอต แต่หน้าที่ของมันยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างชัดเจน ลำดับของกรดอะมิโนที่ปลาย C เป็นตัวจัดประเภท Pol θ เป็นพอลิเมอเรสตระกูล A แม้ว่าอัตราความผิดพลาดของ Pol θ จะมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับพอลิเมอเรสตระกูล Y มากกว่า Pol θ ขยายปลายไพรเมอร์ที่ไม่ตรงกันและสามารถข้ามไซต์ที่ไม่มีเบสได้โดยการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ นอกจากนี้ยังมีกิจกรรมดีออกซีไรโบฟอสโฟไดเอสเตอเรส (dRPase) ในโดเมนพอลิเมอเรสและสามารถแสดง กิจกรรม ATPaseในบริเวณใกล้เคียงกับ ssDNA ^{[ 58 ]} Pol ν (nu) ถือว่าเป็นเอนไซม์พอลิเมอเรสที่มีประสิทธิภาพน้อยที่สุด^{[ 59 ]}อย่างไรก็ตาม DNA polymerase nu มีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซมโฮโมโลจีระหว่างการตอบสนองของเซลล์ต่อการเชื่อมโยงข้าม โดยทำหน้าที่ของมันในคอมเพล็กซ์กับเฮลิเคส^{[ 59 ]}

พืชใช้พอลิเมอเรสตระกูล A สองตัวเพื่อคัดลอกทั้งจีโนมไมโตคอนเดรียและพลาสติด พวกมันมีความคล้ายคลึงกับ Pol I ของแบคทีเรียมากกว่า Pol γ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม^{[ 60 ]}

เรโทรไวรัสเข้ารหัสเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสชนิดพิเศษที่เรียกว่ารีเวิร์สทรานสคริปเทส ซึ่งเป็นเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่ขึ้นอยู่กับอาร์เอ็นเอ (RdDp) ที่สังเคราะห์ดีเอ็นเอจากแม่แบบอาร์เอ็นเอ ตระกูลรีเวิร์สทรานสคริปเทสประกอบด้วยทั้งฟังก์ชันการทำงานของดีเอ็นเอพอลิเมอเรสและฟังก์ชันการทำงานของอาร์เอ็นเอสเอช ซึ่งย่อยสลายอาร์เอ็นเอที่จับคู่กับดีเอ็นเอ ตัวอย่างของเรโทรไวรัสคือเอชไอวี [ ^{14 ] รี}เวิร์สทรานสคริปเทสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขยายอาร์เอ็นเอเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัย โดยใช้แม่แบบอาร์เอ็นเอ PCR สามารถใช้รีเวิร์สทรานสคริปเทสเพื่อสร้างแม่แบบดีเอ็นเอ จากนั้นแม่แบบดีเอ็นเอใหม่นี้สามารถนำไปใช้ในการขยาย PCR ทั่วไปได้ ผลิตภัณฑ์ของการทดลองดังกล่าวจึงเป็นผลิตภัณฑ์ PCR ที่ขยายจากอาร์เอ็นเอ^{[ 9 ]}

อนุภาคไวรัสเรโทรไวรัสเอชไอวีแต่ละตัวมีจีโนมRNA สองตัว แต่หลังจากการติดเชื้อ ไวรัสแต่ละตัวจะสร้างโปรไวรัสเพียง ตัวเดียว ^{[ 61 ]} หลังจากการติดเชื้อ การถอดรหัสย้อนกลับจะเกิดขึ้นพร้อมกับการสลับแม่แบบระหว่างสำเนาจีโนมทั้งสอง (การรวมตัวใหม่แบบเลือกสำเนา) ^{[ 61 ]} จะมีเหตุการณ์การรวมตัวใหม่เกิดขึ้น 5 ถึง 14 ครั้งต่อจีโนมในแต่ละรอบการจำลอง แบบ ^{[ 62 ]} การสลับแม่แบบ (การรวมตัวใหม่) ดูเหมือนจะจำเป็นสำหรับการรักษาความสมบูรณ์ของจีโนมและเป็นกลไกการซ่อมแซมเพื่อกู้คืนจีโนมที่เสียหาย^{[ 63 ] [ 61 ]}

แบคทีริโอเฟจ (ฟาจ) T4เข้ารหัสเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในทิศทาง 5' ถึง 3' ^{[ 64 ]} เอนไซม์ พอลิเมอเรสของฟาจยังมีกิจกรรมเอ็กโซนิวคลีเอสที่ทำงานในทิศทาง 3' ถึง 5' ^{[ 65 ]}และกิจกรรมนี้ถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบและแก้ไขเบสที่แทรกใหม่^{[ 66 ]} พบว่า ฟาจกลายพันธุ์ที่มีเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสที่ไวต่ออุณหภูมิเมื่อเจริญเติบโตที่อุณหภูมิที่เหมาะสม จะเกิดการรวมตัวใหม่ในความถี่ที่สูงกว่าฟาจชนิดปกติประมาณสองเท่า^{[ 67 ]}

มีการเสนอว่าการเปลี่ยนแปลงการกลายพันธุ์ในพอลิเมอเรส DNA ของฟาจสามารถกระตุ้นการสลับสายแม่แบบ (การรวมตัวเลือกสำเนา) ในระหว่างการจำลองแบบ^{[ 67 ]}

• เครื่องจักรชีวภาพ
• การจัดลำดับดีเอ็นเอ
• การเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์
• การรวมตัวทางพันธุกรรม
• การโคลนนิ่งระดับโมเลกุล
• ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส
• พลวัตของโดเมนโปรตีน
• การถอดรหัสย้อนกลับ
• อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส
• เอนไซม์ Taq DNA polymerase

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส

• DNA+polymerases ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• โมเลกุลประจำเดือนของPDB : ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส
• กลไกการซ่อมแซมที่ผิดปกติในดีเอ็นเอพอลิเมอเรสแลมบ์ดามหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท 25 กรกฎาคม 2549
• ภาพเคลื่อนไหวที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับเอนไซม์ DNA Polymerase จาก WEHI นาทีที่ 1:45 ในไฟล์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม 2014 บนWayback Machine
• โครงสร้างระดับมหภาคสามมิติของเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจากฐานข้อมูล EM (EMDB)