Zakaj je Taq Polymerase Thermostable - Razlika Med

Zakaj je Taq Polymerase Thermostable

Taq polimeraza je encim, ki se uporablja v polimerazni verižni reakciji (PCR) za sintezo DNA in vitro. To je analogno E. coli DNA polimeraza 1. Lahko prenese visoke temperature, ki se uporabljajo v PCR, ohranijo svojo encimsko aktivnost. Taq polimeraza naravno najdemo v termofilni bakteriji, znani kot Thermus aquaticus. Bakterija živi v izredno vročih okoljih, kot so hidrotermalni ventili in vroči izviri. Zato je zelo termostabilen. Optimalna temperatura za aktivnost. T Taq polimeraza je 75-80 ° C.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je Taq Polymerase
- Definicija, lokacija, lastnosti
2. Zakaj je Taq Polymerase Thermostable
- Termofilna narava Thermus Aquaticus
3. Kakšna je vloga Taq polimeraze v PCR
- Uporaba polimeraze Taq v PCR

Ključni pojmi: DNA polimeraza 1, PCR, Taq polimeraza, termofilna bakterija, Thermus aquaticus


Kaj je Taq Polimeraza

Taq polimeraza je komercialno dostopna, termostabilna DNA polimeraza, ki se uporablja v PCR za sintezo DNA. Izvira iz imenovanega eubacterium Thermus aquaticus. Naravni habitat bakterije so vroče termalne vrelce s temperaturo okolice 70-75 ° C. Struktura Taq polimeraza slika 1.


Slika 1: Taq polimeraza

Taq polimeraza je 94 kD, DNA-odvisna DNA polimeraza, ki je homologna DNA polimerazi 1 v E. coli. Zato Taq polimeraza je sestavljena iz 3 '-OH nukleotidnega mesta dodajanja, dNTP / DNA veznega mesta in 5' do 3 'eksonukleznega mesta. Za lektoriranje vhodnih nukleotidov pa nima 3 do 5 ′ eksonukleazne domene.

Zakaj je Taq Polimeraza termostabilna

Bakterija, kjer Taq polimeraza naravno prisotna je termofilna. Živi v okoljih z ekstremnimi temperaturami, kot so hidrotermalni ventili in vroči izviri. Thermus aquaticus je izoliran od viharnih vrelcev nacionalnega parka Yellowstone v ZDA. Kot Thermus aquaticus je prilagojen, da živi v ekstremnih temperaturah, Taq polimeraza, ki je izolirana iz bakterije, je tudi zmožna vzdržati višje temperature. Hot Springs v Narodnem parku Yellowstone je prikazan v slika 2.


Slika 2: Velika prizmatična pomlad v Narodnem parku Yellowstone

Kaj je vloga Taq polimeraze v PCR

Klenowov fragment DNA-odvisne DNA polimeraze 1 smo najprej uporabili v PCR, ki ni toplotno stabilen. Vendar pa mu je manjkala aktivnost 5 ′ do 3 ′ eksonukleaze. Optimalna temperatura Klenowovega fragmenta je 37 ° C. Zato je bilo treba reakciji dodati svež encim za vsak cikel. Preostali Klenowov fragment smo denaturirali med denaturacijsko stopnjo PCR, ki se pojavi pri 95 ° C. Poleg tega je lahko Klenowov fragment samo sintezo manj kot 400 bp fragmentov. Koraki PCR so prikazani v slika 3.


Slika 3: PCR
1 - Denaturacija pri 95 ° C, 2 - Žarjenje pri 68 ° C, 3 - Raztezek pri 72 ° C, 4 - Zaključek cikla

Medtem pa je leta 1966 Thomas D. Brock odkril termofil, Thermus aquaticus iz viharnih vrelcev nacionalnega parka Yellowstone v ZDA. Po tem, Taq polimerazo, ki se ekstrahira iz Thermus aquaticus uporabljen v PCR. Taq polimerazo uporabimo za podaljšanje začetnih oligonukleotidov z dodajanjem nukleotidov k vzorcu med PCR. Med PCR se reaktanti segrejejo na 95 ° C. Normalna DNA polimeraza bi bila denaturirana s to visoko temperaturo. Vendar pa je optimalna temperatura za Taq polimeraza je 75-80 ° C. Poleg tega je stopnja napak. T Taq polimeraza je približno ena na milijon parov baz. Pfu je druga vrsta termostabilne DNA polimeraze, ki se uporablja namesto Taq polimeraze v PCR. Ima sposobnost lektoriranja. Zato je bolj natančen kot Taq polimeraze.

Sklic:

1. "Taq in druge termostabilne DNA polimeraze."SpringerLink, Springer, Dordrecht, 1. januar 1970,