Taq-polymerasens rolle i PCR

At fremstille kopier af DNA kræver enzymer kaldet DNA-polymeraser. Disse enzymer bevarer et genom under replikation. Før 1960'erne havde forskerne ikke en varmestabil DNA-polymerase til brug for at fremstille flere kopier af DNA. I 1966, i de forbløffende varme kilder i Yellowstone National Park i USA, opdagede Thomas D. Brock en bakterie, kaldet en termofil, der kunne overleve ved ekstremt høje temperaturer, og kaldte den Thermus aquaticus.
Det isolerede polymerase fra denne organisme blev navngivet Taq
polymerase.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Taq-polymerase, den første varmestabile DNA-polymerase til PCR blev opdaget i 1966. PCR transformeret DNA-amplifikation, hvilket gjorde processen hurtig og effektiv. Dette ville revolutionere kloning, DNA-test, retsmedicin og medicindesign.
Polymerase Chain Reaction (PCR)

Polymerasekædereaktionen (PCR) blev udviklet af kemikeren Kary Mullis i 1980'erne som et middel til at fremstille Forskere indså, at termostabile (varmestabile) DNA-polymeraser ville være nødvendige for at PCR kunne fungere effektivt. Taq-polymerase, der er termostabil, viste sig ideel til PCR.

I PCR kombineres en DNA-prøve med primere, som er nukleinsyresekvenser, der starter DNA-syntese; Taq
polymerase; og nucleotid-triphosphater (dNTP'er). Denne blanding anbringes i rør inde i en automatiseret PCR-maskine. Kombinationen opvarmes til 94 grader Celsius, hvilket får DNA'et til at denaturere eller udspole og bliver to enkeltstrengede DNA (ssDNA) strenge. Blandingen afkøles derefter til 55 ° C, på hvilket tidspunkt primerne anneales til den del af DNA'et, der skal replikeres. Kombinationen opvarmes igen, men til 72 grader C, hvilket er den ideelle temperatur for Taq
polymerase til at bruge primerne til at fremstille nye DNA-strenge, og helixreformer. Denne proces, der finder sted på få minutter, gentages mange gange for at skabe millioner af kopier af DNA-stykker. Cetus Corporation udviklede en termocykelmaskine eller termocykler, der fremskyndede processen med opvarmning og afkøling af prøverne.

Til sidst snarere end at isolere Taq
polymerase fra Thermus aquaticus
celler, pol
genet fra den bakterie blev isoleret og klonet for at producere dets genom i Escherichia
coli (E. coli)
celler. Mens der er blevet opdaget nyere termostabile DNA-polymeraser, er Taq
-polymerase stadig standarden for PCR.
A Molecular Biology Revolution -

Evnen til at bruge et lille stykke DNA og kopiere det millioner af gange via PCR har transformeret molekylærbiologi. Testning af genetisk baggrund og genetiske defekter kræver kun en lille prøve, men alligevel giver det store mængder vigtig information, der hjælper med medicin og forfædres forskning. PCR blev også brugt til at påvise HIV i humane celler, hvilket åbner området for epidemiologi til fordelene ved hurtig DNA-amplifikation. Retsmedicinske forskere bruger regelmæssigt PCR, isolerer DNA-bevis fra hårstrenge eller små blodprøver og hjælper derved med at bekæmpe kriminalitet. Selv fossiler kan give fragmenter af DNA, der kan replikeres mange gange, hvilket giver information om evolution. Kraften ved varmestabil Taq
polymerase har ført til en enorm og uvurderlig fremskridt inden for videnskab.