Taq-polymerase
| Taq-polymerase | ||||
|---|---|---|---|---|
 | ||||
Lintdiagram van full-length Taq DNA-polymerase, met gebonden DNA (groen) | ||||
| Identificatie | ||||
| Organisme | Thermus aquaticus | |||
| Symbool | PolA | |||
| Externe identificaties | ||||
| UniProt | P19821 | |||
| ||||
Taq-polymerase, afgekort als Taq pol, is een hittebestendig DNA-polymerase I dat afkomstig is uit de thermofiele bacterie Thermus aquaticus. Het enzym werd voor het eerst uit de bacterie geïsoleerd in 1976 door toenmalig masterstudent Alice Chien in een Amerikaans laboratorium.[1] Taq-polymerase wordt gebruikt bij de polymerasekettingreactie (PCR), een methode om korte DNA-fragmenten te vermenigvuldigen voor onderzoek.
Thermus aquaticus is een bacterie die in hete wateren en hydrothermale bronnen leeft, zoals die in Yellowstone (heter dan 75 °C). De ontdekking dat dit polymerase-enzym gebruikt kan worden voor PCR, betekende een doorbraak in de moleculaire biologie. Taq-polymerase is bestand tegen de hoge temperaturen die nodig zijn tijdens de PCR-reactie om de DNA-strengen te denatureren. Dit maakte de PCR-techniek veel efficiënter en praktischer. Vóór de introductie van Taq-polymerase moesten onderzoekers bij elke PCR-cyclus opnieuw DNA-polymerase (afkomstig uit E. coli) toevoegen.
Enzymatische eigenschappen
Taq-polymerase heeft een optimale activiteit bij een temperatuur van 75–80 °C.[2] Zelfs bij hogere temperaturen is het nog relatief stabiel; het enzym heeft een halfwaardetijd van 40 minuten bij 95 °C. Op zijn optimumkinetiek polymeriseert het enzym ongeveer 150 nucleotiden per seconde bij 75–80 °C. Deze polymerisatiesnelheid neemt snel af in een koelere reactieomgeving. Juiste concentraties van kalium- en magnesiumionen kunnen de enzymatische activiteit van het enzym verder bevorderen.[2]
Taq-polymerase heeft geen proofreading-activiteit, waardoor er relatief wat fouten optreden tijdens replicatie (lage fidelity). Het foutpercentage is geschat op 1 per 9000 nucleotiden.[3] PCR-producten van Taq worden daardoor meestal niet gebruikt voor sequencing. Er zijn andere hittebestendige polymerases op de markt die meer high-fidelity amplificatie bieden.
Zie ook
Bronnen
- ↑ (en) Chien A, Edgar DB, Trela JM (1976). Deoxyribonucleic acid polymerase from the extreme thermophile Thermus aquaticus. Journal of Bacteriology 127 (3): 1550–7. PMID 8432. PMC 232952. DOI: 10.1128/jb.127.3.1550-1557.1976.
- 1 2 (en) Lawyer FC, Stoffel S, Saiki RK, Chang SY, Landre PA, Abramson RD, Gelfand DH (1993). High-level expression, purification, and enzymatic characterization of full-length Thermus aquaticus DNA polymerase and a truncated form deficient in 5' to 3' exonuclease activity. PCR Methods and Applications 2 (4): 275–87. PMID 8324500. DOI: 10.1101/gr.2.4.275.
- ↑ (en) Tindall KR, Kunkel TA (1988). Fidelity of DNA synthesis by the Thermus aquaticus DNA polymerase. Biochemistry 27 (16): 6008–13. PMID 2847780. DOI: 10.1021/bi00416a027.