¿Por qué es Taq polimerasa termoestable?

Taq La polimerasa es una enzima utilizada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para sintetizar el ADN. in vitro. Es análogo al E. coli ADN polimerasa 1. Puede soportar altas temperaturas utilizadas en la PCR, conservando su actividad enzimática. Taq La polimerasa se encuentra naturalmente en una bacteria termófila conocida como Thermus aquaticus. La bacteria vive en ambientes extremadamente calurosos, como los respiraderos hidrotermales y las aguas termales. Por lo tanto, es altamente termoestable.. La temperatura óptima para la actividad de Taq polimerasa es de 75-80 ° C.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la polimerasa Taq?
     - Definición, Ubicación, Propiedades
2. ¿Por qué es Taq polimerasa termoestable?
     - Naturaleza termofílica del termus acuático
3. ¿Cuál es el papel de la polimerasa Taq en la PCR?
     - Uso de la polimerasa Taq en la PCR

Términos clave: ADN polimerasa 1, PCR, polimerasa Taq, bacterias termófilas, Thermus aquaticus

Que es Taq Polimerasa

Taq La polimerasa es una ADN polimerasa termoestable disponible comercialmente, utilizada en la PCR para sintetizar ADN. Se deriva del llamado eubacterium. Thermus aquaticus. El hábitat natural de la bacteria son las aguas termales calientes con temperaturas ambientales de 70-75 ° C. La estructura de Taq la polimerasa se muestra en Figura 1.

Figura 1: Taq polimerasa

Taq La polimerasa es una ADN polimerasa dependiente de ADN de 94 kD, que es homóloga a la ADN polimerasa 1 en E. coli. Por lo tanto, Taq la polimerasa está compuesta por el sitio de adición de nucleótido 3 '-OH, el sitio de unión dNTP / ADN y el sitio de exonucleasa 5' a 3 '. Sin embargo, carece de un dominio de exonucleasa de 3 'a 5' para la revisión de los nucleótidos entrantes. 

Por que es Taq Polimerasa termoestable

La bacteria donde Taq La polimerasa que se produce naturalmente es termofílica. Vive en ambientes con temperaturas extremas, como respiraderos hidrotermales y aguas termales.. Thermus aquaticus está aislado de las efervescentes aguas termales del Parque Nacional Yellowstone en los Estados Unidos. Como Thermus aquaticus Está adaptado para vivir en las temperaturas extremas, el Taq La polimerasa que se aísla de la bacteria también es capaz de soportar temperaturas más altas. Las aguas termales del Parque Nacional Yellowstone se muestran en Figura 2.

Figura 2: Gran primavera prismática en el Parque Nacional Yellowstone

¿Cuál es el papel de la polimerasa Taq en la PCR?

El fragmento Klenow de la ADN polimerasa 1 dependiente de ADN se utilizó por primera vez en la PCR que no es estable al calor. Sin embargo, carecía de la actividad de exonucleasa de 5 'a 3'. La temperatura óptima del fragmento de Klenow es de 37 ° C. Por lo tanto, se debía agregar una enzima nueva a la reacción en cada ciclo. El fragmento Klenow restante se desnaturalizó durante la etapa de desnaturalización de la PCR que se produce a 95 ° C. Además, el fragmento Klenow solo podía sintetizar fragmentos de menos de 400 pb. Los pasos de la PCR se muestran en figura 3.

Figura 3: PCR
1 - Desnaturalización a 95 ° C, 2 - Recocido a 68 ° C, 3 - Alargamiento a 72 ° C, 4 - Finalización de un ciclo

Mientras tanto, en 1966, Thomas D. Brock descubrió el termófilo., Thermus aquaticus de las efervescentes aguas termales del Parque Nacional Yellowstone en los Estados Unidos. Después de eso, el Taq polimerasa, que se extrae de Thermus aquaticus fue utilizado en la PCR. Taq La polimerasa se usa para extender los cebadores mediante la adición de nucleótidos a la plantilla durante la PCR. Durante la PCR, los reactivos se calientan a 95 ° C. La polimerasa de ADN normal sería desnaturalizada por esta alta temperatura. Sin embargo, la temperatura óptima para Taq La polimerasa es de 75-80 ° C. Además, la tasa de error de Taq La polimerasa es aproximadamente uno en cada millón de pares de bases.. Pfu Es otro tipo de ADN polimerasa termoestable usado en lugar de Taq polimerasa en la PCR. Posee capacidad de corrección de pruebas. Por lo tanto, es más preciso que Taq polimerasa.

Referencia:

1. "Taq y otras polimerasas de ADN termoestables". SpringerLink, Springer, Dordrecht, 1 de enero de 1970, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Taq" por adenosina - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Grand Prismatic Spring, Parque Nacional de Yellowstone (3646969937)” por Frank Kovalchek de EE. UU. - Grand Prismatic Spring, Parque Nacional de Yellowstone (CC BY 2.0) a través de Commons Wikimedia
3. "Pcr" Por Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia