Taq DNA Полимеразын Молекуляр биологийн гол чиглэл

Нэвтрүүлэг taq DNA полимераз

Молекуляр биологийн талбайд ихээр ашигладаг, хамгийн чухал энзим нь Taq DNA polymerase юм. Энэ нь PCR (polymerase chain reaction) гэдэг үйлдлийг явуулж болох утга тусгай энзим юм, ямар ч өөрсдөө хүчирхэг байдаг. Энэ нь Thermus aquaticus гэсэн үхэртэй бактериаас гаралтай бөгөөд эндээс шилжүүлэгдсэн байна. Энэ нь нуклеотид трифосфатыг DNA молекулын шинэ зүйлийг үүсгэхэд хандахад эзэмшдэг. Энэ нь генетик судалгаа, биотехнологийн үндсэн үйл ажиллагааны нэг юм.

Үйл ажиллагааны mechanизм

Энэ нь үхэртэй байдалтай орчинд гарсан учраас Taq DNA polymerase нь их температур дээр ихэвчлэн ажилладаг, жишээ нь 72°C-р ажиллахад илүү сайн ажилладаг. PCR-ийн polymerization үеэр дэх санаачлагын температур нь энэ энзимийн хувийн температурт хүрэх боломжгүй. Энэ нь таныг харгалзах зүйлүүдээр хамтран хавсаргаж, тэгш өнцөгт холбоо үүсгэж, таныг харгалзах зүйлүүдээр хамтран хавсаргаж, тэгш өнцөгт холбоо үүсгэхэд эзэмшдэг.

PCR-д ашиглах

Taq ДНХ polymerase-ын эрхмүүд нь Polymerase Chain Reaction (PCR)-ийн үндсэн байгууламж рүү хэрэглэгдэхээр молекуляр биологийн ажиллагааг PCR-ийн ашигладаг үеэс хойш ихээхэн шинэчлэж байна. Denaturation, primer annealing, Taq polymerase-аар extension гэсэн давталт циклүүд нь энэ техникийн турш ДНХ-ийн тодорхой хэсгийг илүү зөвлөхөөр зөвшөөрнө. Жишээлбэл, энэ нь тодорхой ДНХ-ийг экспоненциал хэмжээндээ ихтэй болгоход зориулагдсан генетик, клонлох, дарааллын тооцоолол, шинжилгээний тулд өргөн хэрэглэгддэг тогтвортой ажил юм.

Эрхэм байдал ба хязгаарлал

Бусад зүйлсээс өөрөөр хэлбэл, хэд хэдэн ур чадвар байдаг Taq ДНХ polymerases өөр төрлийн PCR холбоосон энзимүүдээс хамаарахгүйгээр үхэртэй байдлын тухай, процессивчлалыг судалж байна. Энэ энзим нь PCR протоколуудад хоёр мөрөө ажиллуулахад шаардлагатай их температуртайгаа тулгарч ч үхэрч буй эсвэл ажилд явагдахгүй болно; эдгээр нь денатурацын хугацаандаа шинэчлэх шаардлагатай энзимүүдийн дунд хувьд орсон үйлдвэрлэлийг багасгэнэ. Тэгээд энэ нь 3'-5' зөөлтийн үйл ажиллагаагүй бөгөөд DNA-ийн копиоруулах үед proofreading polymerase-с харьцуулахад алдаатай байна.

Эволюция ба Өөрчлөлт

Таажилсан Taq DNA polymerase-ийн үндсэн үзүүлэлтийг сайжруулах, хөршөөрөө ашиглах боломжийг нэмэгдүүлэх зорилгоор үргэлжлээ. Таажилсан фиделитэй, процессивчлалтай Taq polymerase-ийн инженерчлэлийн хувьд, том биологийн зарим образцуудад байгаа ингибиторуудтай урсах боломжийг гаргасан. Илүү нийтлүүлэлтээр эдгээр өөрчлөлтүүд нь энзимийг genome-amplification эсвэл single-cell PCR-д ашиглахад ихээхэн хэрэглэгдэх боломжийг олгодог.

Дүгнэлт

Дүндэхээр, Taq DNA Polymerase нь урлагийн биологийн лабораторит суурин үйлчилгээнд хамгааллагдаж байна. Түүний нэгтгэлтэй үнэ цэнэтэй PCR-д зориулсан ДНХ-ийн эргэлтийг олгодог бөгөөд энэ нь генетик, биотехнологи төрлийн олон шинжлэх ухаануудад ихээхэн шинэчлэлүүдийг үзүүлсэн. Гэхдээ, технологийн шинэчлэлүүд нь илүү ихээр гарах замаар шинжлэх ухааны судалгааны нэг үндсэн элемент болох нь хуучин байдаг учраас энэ нь технологийн хурдаар шинэчлэгдэх үе юм.