【延伸】DNA复制由ATP水解供能吗？

        在高中生物学课堂教学中，一些教师认为细胞内DNA复制由ATP水解供能，而细胞外复制（即PCR扩增）能量主要由外界温度供给。真的是这样吗？

        DNA复制原料包括4种脱氧核糖核苷三磷酸（dATP、dCTP、dGTP和dTTP统称dNTPs）。复制过程主要有解旋、RNA引物的结合、链的延长和复制的终止等几个阶段，其中解旋酶的解旋过程需要ATP水解供能；RNA引物的结合也是ATP供能；DNA连接酶催化下进行的冈崎片段的连接需要ATP供能，但是链的延长过程并非由ATP供能，这可以通过DNA聚合酶催化的链延长反应（图1）加以说明。

        该反应中，链的游离3'-羟基对进入的脱氧核苷三磷酸a磷原子进行亲核攻击，从而形成3,5-磷酸二酯键并脱下焦磷酸。形成磷酸二酯键的能量来自α-与β-磷酸基之间的高能磷酸键的裂解，该聚合反应是可逆的，但随后的焦磷酸的水解可以推动反应趋向聚合。可见，该过程中供能的并非是ATP，而是由脱氧核苷三磷酸α-与β-磷酸基之间的高能磷酸键的裂解以及焦磷酸的水解供能。