DNA聚合酶是PCR的重要组成部分，它们能够从单链DNA模板合成新的互补链。主要活性是催化DNA的合成（在具备模板、引物、dNTP等的情况下）及其相辅的活性。DNA聚合酶在生物技术中的作用也越来越多，各种通过基因手段突变的DNA聚合酶广泛的应用在生物技术中。 1955年，阿瑟-科恩伯格又分离得到了DNA和RNA生成过程中8种核苷酸合成的相关酶。受沃森和克里克双螺旋结构模型与半保留复制猜想，以及奥乔亚发现催化RNA合成酶的影响。他坚信DNA的复制是需要酶来帮助完成的，并决心寻找到帮助DNA完成复制的酶。
1956年，科恩伯格从大肠杆菌中纯化出能够帮助DNA完成复制的酶，并将其命名为DNA聚合酶。1958年，M.Meselson和F.Stahl利用氮的同位素（15N）标记大肠杆菌DNA，证明了沃森和克里克推测的DNA半保留复制方式。
1959年，诺贝尔生理学和医学奖被火速授予科恩伯格，以表彰他发现脱氧核糖核酸的合成机制，从研究成果出现到获奖如此神速在诺贝尔奖的历*是十分罕见的。而发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克在1962年才被授予诺贝尔生理学和医学奖。回顾这一过程，确实有点不可思议。
科恩伯格在后续的研究中，阐明DNA聚合酶Ⅰ是一个多功能酶，其兼有聚合酶，3’→5’外切核酸酶和5’→3’外切核酸酶活性。而5’→3’外切核酸酶活性的存在，表明DNA聚合酶Ⅰ不是真正帮助DNA完成复制的酶，而它真正的作用后来证明是在DNA复制过程中取代RNA引物并参与DNA的局部修复，也就说，DNA聚合酶Ⅰ是个修复酶。
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