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A polimerização de nucleotídeos, que dá origem aos ácidos nucleicos propriamente ditos, requer a formação de ligações fosfodiésters entre o grupo hidroxilo do carbono 3’ de um nucleotídeo e o grupo fosfato do carbono 5’ do nucleotídeo seguinte. A cadeia polinucleotídica adquire assim uma direção, apresentando no terminal 5’ um grupo fosfato e no terminal 3’ um grupo hidróxido, e a sua síntese é sempre feita na direção 5’-3’. Na E. Coli DNA polimerase I– repara o DNA e participa da síntese de filamentos tardios e a DNA polimerase II – repara o
A DNA polimerase I e II agem da seguinte maneira: A atividade 5'-3' está localizada na extremidade N-terminal da proteína e as atividades polimerásica e exonucleásica 3'-5' na extremidade C-terminal. A remoção da extremidade N-terminal (digestão proteica ou deleção) origina uma DNA polimerase com atividade exonucleásica 3'-5' - Fragmento Klenow.
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