标记核酸

由 polA 基因编码的 DNA 聚合酶 I 是首个被发现的 DNA 聚合酶，也是 E. coli 中含量最高的聚合酶（每个细胞含有约 400 个分子）。它是一种进行性酶，因为它可以序贯催化多个聚合步骤而不释放单链模板。这种多肽具有两个功能结构域：一个包含 5'→3' 聚合酶和 3'→5' 校对核酸外切酶的大结构域（Klenow Fragment），以及一个包含 5'→3' 核酸外切酶活性的小片段。后一种活性使 DNA 聚合酶 I 能够去除用于启动下游冈崎片段的 RNA 引物。该聚合酶在体内实验中的主要功能是参与重组和 DNA 修复。在 DNA 修复过程中，DNA 聚合酶 I 会填补因去除 DNA 损伤而产生的 DNA 缺口。 

在研究中的应用包括 DNase I 依赖性切口平移、cDNA 克隆中的第二链合成以及 5´ 单链突出端的补平。DNA 聚合酶 I 包含生物素化核苷酸。

E. coli DNA 聚合酶 I 的 5'→3' 核酸外切酶活性使其不适合许多应用。Klenow Fragment 是包含 5'→3' 聚合酶和 3'→5' 校对核酸外切酶的大结构域，它缺乏这种活性，从而适合许多有用的研究应用，包括从单链模板合成双链 DNA、末端补平 DNA 片段的 3' 末端使 5' 单链突出端变平、消化掉突出的 3' 单链突出端以及制备标记的 DNA 探针。 

正如 E. coli DNA 聚合酶 I 的 5'→3' 核酸外切酶活性可能不受欢迎一样，Klenow Fragment 的 3'→5' 核酸外切酶活性对于某些应用也可能不受欢迎。这个问题可以通过引入突变来克服，这些突变会导致 Klenow Fragment (3'→5' exo-) 酶保留 5'→3' 聚合酶活性，但缺乏任何核酸外切酶活性。Klenow Fragment (3'→5' exo-) 可用于微阵列的一些荧光标记反应，以及加 dA 和 dT 尾，这是将 DNA 接头连接到 DNA 片段过程中的重要步骤，经常用于制备用于新一代测序的 DNA 文库。

T7 DNA 聚合酶本身具有低度的持续合成能力。它在掺入 <15 nt 后与引物–模板分离。感染 E. coli 后，T7 噬菌体附着至宿主蛋白（硫氧还蛋白）充当其持续合成因子。T7 DNA 聚合酶和硫氧还蛋白以一对一的复合物方式结合，硫氧还蛋白与 T7 DNA 聚合酶的结合使该聚合酶与引物–模板的特异性亲和力增加 80 倍。对引物–模板亲和力增加的结果是 T7 DNA 聚合酶能够将单链 DNA 上的引物延伸数千个核苷酸而不会解离，从而允许连续合成长链 DNA。T7 DNA 聚合酶可以通过去除残留的基因组 DNA 来纯化共价闭合环状 DNA，以及合成互补的 cDNA 链。 

多腺苷酸聚合酶又称多核苷酸腺苷酸转移酶，它使用单链 RNA 作为引物催化腺嘌呤残基掺入 RNA 的 3’ 端，并有效地将 poly(A) 尾添加至 RNA。多腺苷酸聚合酶是一种不依赖于模板的聚合酶，属于 X 家族的核苷酸转移酶超家族，该家族成员也包括末端脱氧核苷酸转移酶 (terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT)。

多聚腺苷酸化是 mRNA 成熟的重要步骤；mRNA 3’ 端的 poly(A) 尾可促进 mRNA 从细胞核的运送，提高翻译效率，并延长 mRNA 在细胞质中的寿命。在真核生物中，负责多聚腺苷酸化的装置与 mRNA 剪切的装置物理耦合。在多腺苷酸聚合酶催化前信使 RNA 发生聚腺苷酸化之前，mRNA 的聚腺苷酸化 3’ 端的产生需要核酸内切性剪切。 

在分子生物学领域，使用多腺苷酸聚合酶添加 poly(A) 尾可增强转移到真核细胞中的 RNA 的翻译。其他应用包括对 RNA 加 poly(A) 尾用于克隆或亲和纯化，以及使用 ATP 或核苷类似物虫草素（3’-脱氧腺苷）对 RNA 进行 3’ 标记。