המשימה המרכזית של Taq DNA פולימראז במולקולרית ביולוגיה

הַכְרָזָה לְ תא-ק דנה פולימראז

אחת מהאנזימים החשובות והנפוצות ביותר בביולוגיה מולקולרית היא טק DNA פולימראז, שהיא אנזים מדהים יוצא דופן לביצוע תגובת הפולימראז שרשרת (PCR) מכיוון שהיא מאוד חזקה. היא נקראת על שם התכונה Thermus aquaticus, הבקטריה תרמופילית ממנה היא נפרדה ונתהרה. היא מזריקה את המרה של טריפוספטטים נוקלאוטידים לשרשראות חדשות של מולקולות DNA. זו אחת התהליכים הבסיסיים של מחקר גנטי וביו-טכנולוגיה.

מנגנון פעילות

מאחר והיא הגיעה מאורגניזמים תרמופילים, טק DNA פולימראז עובדת בצורה הטובה ביותר בטמפרטורות גבוהות בדרך כלל סביב 72°C. שלבים של פולימריזציה ב-PCR דורשים טמפרטורות של התפרקות שמעל לנקודת התמסות שלה. האנזים מעתיקה ומפיקה עתקים דומים של תבניות חד-שרשוריות על ידי יצירת קשר חמצן עם הבסיסים בשורה אחת ולאחר מכן המשך כדי ליצור שרשרת משלימה.

יישומים ב-PCR

השימוש העיקרי עיקרי ב-Taq DNA polymerase הוא על פי התפקיד שלו כרכיב חיוני בתגובה של Polymerase Chain Reaction (PCR), שמהפכה את תחום הביולוגיה המולקולרית מאז פיתוחה. מחזורים חוזרים של התפרקות, אינון ראשוני ותהליך הרחבה באמצעות Taq polymerase מאפשרים אמפליפיקציה מדויקת של חלקים מסוימים של חומצה נוקלאית דה-אוקסירי (DNA) באמצעות טכניקה זו. למשל, זה מאפשר הגדלה אקספוננציאלית של DNAs מטרות, מה שופך אותה לכלי בלתי נפרד לאנליזה גנטית, קローンינג, סדרת הגנים וכן אבחנות.

יתרונות וסיבת הגבלה

בין השאר, יש מספר יתרונות ייחודיים ל Taq DNA polymerases כולל התכונות של תרmostability ו- processivity שלו בהשוואה לסוגים אחרים של אנזימים שמשתמשים ב Baghdadi Réactions. מכיוון שהאנזים הזה יכול לסבול טמפרטורות גבוהות הדרושות להפרדת שני חוטים במהלך פרוטוקולי PCR ללא השמדה או עצירה מלהיות פעיל; זה מפחית את ההוצאות הקשורות לחדש אנזימים בין תקופות denaturation. עם זאת, אין לו פעילות של תיקון 3 'ל-5', ולכן הוא יותר סביר לשגיאות במהלך שכפול DNA מאשר פולימראזות עם פעילות תיקון.

אבולוציה וטיפוח

מאז גילויו, היה שינוי מתמיד של Taq DNA פולימראז כדי לשפר את הביצועים והייחוס שלו. גרסאות אמינות משופרות ו- processivity עבור צורות מעוצבות של Taq פולימראז נוצרו בנוסף לתנגדות נגד מונעים קיימים בסamples ביולוגיים מורכבים. כתוצאה מכך, התפתחויות אלה הביאו לשימוש הרחב יותר של האנזים בשכפול כל הגנום או PCR של תא אחד.

מסקנות

לסיום, טק דנה פולימראז ממשיך להיות אבן זווית בlabs של ביולוגיה מולקולרית ברחבי העולם. תכונותיו הייחודיות מאפשרות אמפליפיקציה יעילה של DNA במהלך PCR, מה שגרם להתקדמות מדעית גדולה בתחומים רבים, החל מגנטיקה ועד לטכנולוגיות ביולוגיות. עם זאת, תפקידו כאיבר מפתח בחקר המדעי נשאר בלתי מוריד בשל התפתחויות טכנולוגיות שממשיכות לצוץ, שכן זו עידן של צמיחה טכנולוגית מהירה.