Taq DNA Polümeraasi Oluline Roll Molekulaarbioloogias

Sissejuhatus taq DNA polümeraas

Molekulaarbioloogias kasutatavate enzüüme hulgas on üks olulisemaid ja laialdaselt kasutatavaid Taq DNA polümeraas, mis on erakordne enzüüm poldüraasi ahela reaktsiooni (PCR) käivitamiseks, sest see on väga tugev. Sellel on nimetus Thermus aquaticus pärast termofiilset bakteri, millest see oli izoleeritud ja puhastatud. See katalüüsib nukleootiiditriefosfaatide teisendust uudeks DNA molekulide ahelaks. See on üks põhiline protsessid geneetilises uurimises ja biotehnoloogias.

Toimetamismehhanism

Kuna see tuleneb termofiilsetest organismetest, töötab Taq DNA polümeraas parima võimaliku temperatuuri all, tavaliselt umbes 72°C. PCR polümeerimisetape nõuavad denatureerimis temperatuure, mis ületavad tema segunemis temperatuuri. Enzüüm koopib ja replikub ühekordsed mallid, moodustades hüdrogeensidega ühenduse ühe ahela baasidega ning järgmistel sammel olevate baaside täiendava ahela moodustamiseks.

Rakendused PCR-is

Taq DNA polümeraasi peamiseks kasutusvõimaluseks on selle kasutamine kui oluline komponent Polümeeratsiooniketse Reaktsioonis (PCR), mis on revolutsioneerinud molekulaarbioloogia praktikat oma arengust hoolimata. Korduvalt toimuva denatureerimise, primaani anneleerimise ja pikendamise tsükli abil võimaldab see tehnik see spetsiifiline amplifikatsioon deoksiribonukleiinhape kes tehnika abil. Näiteks lubab see eesmärgipärastest DNAdest eksponentsiaalset suurenemist, mis muudab selle geneetilise analüüsi, klooneerimise, sekventeerimise ning diagnostika jaoks äärmiselt vajalikuks tööriistaks.

Eelised ja piirangud

Muuhulgas on olemas mitu eelisega unikaalseid Taq DNA polümeraaside nende termostabiilsuse ja protsessiivsusega võrreldes teiste tüüpide eelmolekulidega, mis kasutatakse PCR-reaktsioonides. Kuna see enzyym suudab tõusva hingetemperatuuri tahaneda, mis on vajalik kahete ahela eraldamiseks PCR-protokollides ilma, et seda hävitiks või peatataks; need vähendavad seotud kulueid, mis tekivad enzyymi taastamisel desenatsiooni perioodide vahel. Siiski puudub sellel 3' kuni 5' korjamisaktiivsus, seega on see veakandlikum DNA-kopeerimise ajal kui korjamispoliümerasid.

Evolutsioon ja muundamine

Selle avastamisest alates on Taq DNA-poliümerasi pidevalt muundatud, et parandada selle jõudlust ja mitmekesisust. On toodetud paremat usaldusväärsust ja protsessiivsust sisaldavaid muundatud Taq-poliümeraseid lisaks vastupidavusele inhibiitorite vastu komplekssetes bioloogilistes näidetes. Nende arengute tulemusena on see enzyym levinumalt kasutatav täismenetluses või ühekõlbi PCR-is.

Kohustuslik väljaandmine

Kokkuvõttes on Taq DNA Polümerase endiselt oluline molekulaarbioloogia laboratooriumides üle maailma. Selle unikaalsed omadused võimaldavad tõhusat DNA suurendamist PCR käigus, mis on viinud suurte teaduslike edasilükkude poole mitmetes valdkondades, hulgiksjult geenikast kuni biotehnoloogianikeni. Siiski jääb selle roll teadusliku uurimise peamiseks elemendiks muutmatuna tänu tehnoloogilistele edasiminekutele, mis ilmnevad pidevalt, sest see on kiiresti arenev tehnoloogiaaeg.