פולימראז DNA Taq: ביולוגיה מולקולרית והדיאגנוסטיקה

ביולוגיה מולקולרית ומחקר גנטי עברו מהפכה על ידי תא-ק דנה פולימראז , אנזים תרמו-יציב. הוא מופק מהחיידק ההיפר-חם Thermus aquaticus, והפולימראז הזה בעל יכולת ייחודית לעמוד בטמפרטורות גבוהות מבלי להפחית את הפונקציונליות שלו, מה שהוביל לשימוש נרחב בטכנולוגיית תגובת שרשרת פולימראז (PCR).

הגילוי של תא-ק דנה פולימראז בתחילת שנות ה-80 על ידי המדענים קארי מוליס וחבריו בחברת Cetus Corporation הכריז על תקופת חדשה בהכפלה וניתוח של DNA. התגלית זו הייתה כל כך מomentous שהיא זכתה את קארי מוליס בפרס נובל בכימיה בשנת 1993.

ב-PCR, טאק DNA פולימראז עובד בצורה הטובה ביותר בערך 72°C שמתלכדת בדיוק עם תהליך הסיבובים התרמיים הנדרש לו. במהלך מחזורי ה-PCR, התפרקות של תבניות DNA דו-סילוניים מתרחשת בטמפרטורות גבוהות, ולאחר מכן חיבור של שרשרת משלימה חדשה על ידי טאק DNA פולימראז כאשר הטמפרטורה ירידה, מה שגורם להכפלה של כמות הסדרה המטרה בכל מחזור.

תאקר דנא פולימראז הוא חזק ומדויק מדויק ולכן נוצל לעיתים קרובות מחוץ לפעילויות חקר בסיסי. למשל, במדע שיפוטי, אפילו כמויות קטנות יכולות להגדיל למטרת זיהוי באמצעותו. הוא עוזר באיתור הפרעות גנטיות וכן מיקרואורגניזמים או מוטציות הקשורים למלים, ולכן משחק תפקידים בדiagnostics רפואי.ßerdem, השימוש שלו גם משתרע לחקלאות כמו זיהוי מינים של תבואה לשיפור תכונות גנטיות.

עם זאת, למרות שהשימוש בהם הוא נפוץ, ישנן מגבלות מסוימות הקשורות לתאקר דנא פולימראז. בעיה אחת נפוצה היא שהאנזיםしづה להכניס שגיאות בזמן השכפול, מה שיוצר העתקים מוטטים במקום העתקים מקורים. פולימראז תאקר High Fidelity הומצאו על ידי חוקרים כדי להתמודד עם הבעיה הזו, אך הם בעלי יעילות נמוכה יותר, אם כי דיוק משופר בהשוואה ל-HFiTQ, שהוא דוגמה למשנה זו.

השפרות בטכנולוגיה האנזימטית הביאו גם לפיתוחן של פולימראזות תרmostabiles אחרות כמו Pfu (מ-Pyrococcus furiosus) ו-Vent (מ-Thermococcus litoralis), כל אחת עם יתרונותיה והפסדים שלה. בכל זאת, בין האנזימים החדשים הללו, פולימראזת DNA Taq עדיין נחשבת לסטנדרט שבו מודדים.

לסיכום, פולימראזת DNA Taq משמשת כעדות על הכוח של חדשנות מדעית ועל השלכותיה הרחבות ביותר במספר תחומים. לא רק שהייתה זו שמה את המניפולציות המורכבות של DNA בסimplicity, אלא גם הקדימה מחקר תוך כדי איפוס דiagnostics מהירים ושיטוט terapeutics. כאשר הביולוגיה המולקולרית ממשיכה להתפתח, פולימראזת DNA Taq תישאר אבן יסוד באוסף הכלים שמדrvien הבנתנו של מולקולה הfundamental ביותר של החיים: DNA.