Polimerase adalah jenis enzim yang ditemukan di dalam sel yang terlibat dalam polimerisasi polinukleotida, atau pembuatan molekul DNA atau RNA. Enzim adalah protein kompleks yang mengambil bagian dalam reaksi kimia di dalam sel, namun tetap tidak berubah setelah reaksi. Sebagian besar enzim mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan agar reaksi berlangsung, yang disebut energi aktivasi. Jenis enzim ini disebut katalis.
DNA dan RNA terdiri dari untaian panjang nukleotida. Secara khusus, DNA terdiri dari adenin, guanin, sitosin, dan timin. RNA dibentuk dari untaian adenin, guanin, sitosin dan urasil, bukan timin. Enzim polimerase mengurangi energi yang dibutuhkan untuk membentuk ikatan antara nukleotida, sehingga memungkinkan molekul yang lebih besar untuk diproduksi. Ada berbagai jenis polimerase, tetapi semuanya terlibat dalam reaksi yang berhubungan dengan DNA atau RNA.
Ada berbagai polimerase DNA, masing-masing dengan peran terpisah. DNA polimerase I, II, III dan IV semuanya berperan dalam sintesis molekul DNA. DNA Pol III adalah enzim utama yang terlibat dalam replikasi DNA. DNA Pol II adalah enzim yang terlibat dalam perbaikan DNA, sedangkan DNA Pol I berperan dalam sintesis molekul DNA dan mengoreksi kesalahan setelah DNA Pol III membuat molekul baru.
Polimerase memiliki akurasi yang tinggi, tetapi kesalahan dapat terjadi dalam kode genetik, yang dapat menyebabkan mutasi pada sel dan organisme. Proofreading dilakukan saat molekul DNA direplikasi dan jika ditemukan kesalahan, DNA Pol 1 dapat melakukan koreksi. Ketika replikasi tidak terjadi, DNA Pol II memindai molekul untuk mencari kesalahan atau celah yang mungkin terjadi dari waktu ke waktu. DNA Pol IV, atau polimerase perbaikan SOS, ditemukan hanya dalam sistem bakteri dan merupakan salah satu teori yang mungkin di balik evolusi bakteri.
Seperti DNA polimerase, ada juga beberapa RNA polimerase. RNA polimerase I, II dan III, atau Pol I, II dan III, ada pada organisme multi-seluler tingkat yang lebih tinggi. Setiap polimerase bertanggung jawab untuk menyalin bagian tertentu dari DNA selama transkripsi.
Pol I menyalin gen-gen yang mengkodekan bagian dari ribosom. Ribosom adalah organel tempat transkripsi terjadi di dalam sel dan masing-masing terdiri dari subunit besar dan kecil. Gen yang ditranskripsi oleh Pol I menghasilkan subunit besar dan sebagian subunit kecil. Pol II menyalin gen untuk messenger RNA, mRNA, dan Pol III menyalin gen untuk transfer RNA, tRNA. mRNA adalah template untuk terjemahan, atau membuat protein baru, dan tRNA membawa asam amino tunggal ke ribosom dan mRNA untuk menghubungkan ke rantai yang lebih besar untuk membentuk protein.