Rolle af Taq-polymerase i PCR

At lave kopier af DNA kræver enzymer kaldet DNA-polymeraser. Disse enzymer bevare et genom under replikation. Forud for 1960'erne havde forskere ikke en varmestabil DNA-polymerase til brug for fremstilling af flere kopier af DNA. I 1966 opdagede Thomas D. Brock i de fedtende hot springs af Yellowstone National Park i USA en bakterie, der hedder en termofile, der kunne overleve ved ekstremt høje temperaturer, og hedde det Thermus aquaticus. polymerase fra denne organisme blev benævnt Taq
polymerase.

TL; DR (for lang, ikke læst)

Taq polymerase, den første varmestabile DNA-polymerase til PCR, blev opdaget i 1966. PCR-transformeret DNA-amplifikation, hvilket gør processen hurtig og effektiv. Dette ville revolutionere kloning, DNA test, forensics og medicin design.

Polymerase Chain Reaction (PCR)

Polymerasekædereaktionen (PCR) blev udviklet af kemiker Kary Mullis i 1980'erne som en betyder at lave mange kopier af DNA-fragmenter. Forskere indså, at termostabile (varmestabile) DNA-polymeraser ville være nødvendige for PCR at arbejde effektivt. Taq
polymerase, som er termostabil, viste sig at være ideel til PCR.

I PCR kombineres en DNA-prøve med primere, som er nukleinsyresekvenser, der starter DNA-syntese; Taq
polymerase; og nukleotidtrifosfater (dNTP'er). Denne blanding placeres i rør inde i en automatiseret PCR-maskine. Kombinationen opvarmes til 94 grader Celsius, hvilket bevirker, at DNA'et bliver denatureret eller uspolt, og bliver to enkeltstrengede DNA-ssDNA-tråde. Blandingen afkøles derefter til 55 ° C, hvorefter primrene anneales til den del af DNA'et, som skal replikeres. Kombinationen opvarmes igen, men til 72 grader C, hvilket er den ideelle temperatur for Taq
polymerase for at anvende primere til at lave nye DNA-tråde og helixreformerne. Denne proces, der finder sted i minutter, gentages mange gange for at skabe millioner af kopier af DNA-stykker. Cetus Corporation udviklede en termocyklisk maskine eller termocykler, som fremskyndede processen med opvarmning og afkøling af prøverne.

Til sidst, i stedet for at isolere Taq-polymerase fra Thermus aquaticus
celler, blev pol-genet fra disse bakterier isoleret og klonet for at producere dets genom i cellerne Escherichia og coli (E. coli). Mens nyere termostabile DNA-polymeraser er blevet opdaget, forbliver Taq
polymerase standarden for PCR.

En molekylærbiologirevolution

Evnen til at bruge et lille stykke DNA og kopi det har millioner gange via PCR transformeret molekylærbiologi. Test af genetiske baggrunde og genetiske defekter kræver kun en lille prøve, men det giver enorme mængder af vigtige oplysninger, der hjælper medicin og forfædres forskning. PCR blev også brugt til at detektere HIV i humane celler og åbne epidemiologien til fordelene ved hurtig DNA-amplifikation. Retsforskere bruger regelmæssigt PCR, isolerer DNA-bevis fra hårstreng eller små blodprøver og derved hjælper med at bekæmpe kriminalitet. Selv fossiler kan give fragmenter af DNA, der kan replikeres mange gange, hvilket giver information om evolution. Effekten af ​​varmestabil Taq
polymerase har ført til en stor og uvurderlig fremskridt inden for videnskaben.