DNA ポリメラーゼ (EC.2.7.7.7) は1本鎖の核酸を鋳型として、それに相補的な塩基配列を持つ DNA 鎖を合成する酵素の総称。これらの酵素は、一部のウイルスを除くすべての生物に幅広く存在する。大きく2つのタイプに分けられる。DNA を鋳型として、DNA を複製する DNA 依存性 DNA ポリメラーゼと、RNA を鋳型として DNA を複製する RNA 依存性 DNA ポリメラーゼ（逆転写酵素）である。後者は、セントラルドグマの範疇から逸脱する位置にある酵素で、テロメラーゼもこの酵素の一種。

通常のDNA複製の際には、DNA 依存性 DNA ポリメラーゼが新しいDNA鎖の合成を行うが、それに先立って、プライマーと呼ばれる短い RNA 鎖が合成される。これを合成するのは、DNA ポリメラーゼではなく、RNAポリメラーゼの一種の DNA 依存 RNA ポリメラーゼで、DNAプライマーゼと呼ばれる。

現在知られている DNA ポリメラーゼは、DNA の合成に少なくとも以下の要素を必要とする。

1. OH 基 : これは、プライマーのない DNA 合成開始が不可能であることを意味する。OH 基は通常の DNA 複製の際には RNA プライマーの 3' OH 基によって、アデノウイルスの場合には pTP 蛋白質によって供給される。PCR の際には DNA（20 塩基程度の DNA 断片）をプライマーとして用いることが多い。
2. 基質 (デオキシヌクレオチド) : これは DNA の材料として必要であるのはもちろん、次のヌクレオチドの取り込みのために 1 の制限条件である OH 基を供給するという役割もある。これを利用したのがサンガー法によるシークエンシングで、dideoxyNTP (ddNTP) が3' に OH 基を持たないため、そこで DNA の伸張が停止するというのがその原理。
3. 鋳型となる核酸 : DNAポリメラーゼによってDNA鎖が伸張する方向は5'→3' で、分解する方向は両方があり得る。(DNAse I/II, endo-/exo-nuclease)

PCR法は、熱に耐性を持つ DNA 依存性 DNA ポリメラーゼを用いて、DNA を効率よく複製、増幅する手法である。

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