Taq聚合酶：它是什么，它做了什么？

元描述

Taq聚合酶是一种热稳定的酶，广泛应用的嗜热细菌的分离物称为Thermus Aquaticus.。了解有关其在PCR中的应用。

Taq聚合酶基础知识

什么是taq聚合酶？

Taq DNA聚合酶或者是Taq聚合酶，是一种生物催化剂，参与核苷酸的附着，以合成DNA - 与任何其他聚合酶一样。

pol i DNA聚合酶的同源物大肠杆菌（大肠杆菌），Taq聚合酶是832-氨基酸蛋白，分子量为94kDa（约）。

但是，这种聚合酶的特殊是一种可忍受高温条件的热稳定酶，与仅在37℃（体温）上适当工作的最着名的酶不同。

Taq聚合酶最佳温度为最活性为70-75℃，即使在92℃下也显示出热稳定性。

这个酶如何以及在哪里发现？

这是在20世纪60年代的时候Thomas D. Brook进行了一个实验在其中他在黄石国家公园的湖泊和泉水中取样细菌。

出于他的观察结果，他发现了在80度高于80度的温泉中蓬勃发展的细菌的线程。这是发现稳定这种极端温度条件的第一种细菌种类。

他把它命名为Thermus Aquaticus.- --abbreviate为“taq”。热带用于“在高温下稳定”和水上腹部因为它被发现在“热水中”。

1976年后，Chien等人。分离蛋白质分子从这种叫做Taq聚合酶的热稳定细菌，具体而言，Taq DNA聚合酶。

该聚合酶可以承受极高的温度，并对生物学家进行热源，以在加热条件下进行DNA复制。

Taq聚合酶最常见的应用是其在进行聚合酶链反应（PCR）中的利用率，其将在接下来讨论。

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什么是聚合酶链反应（PCR）？

聚合酶链反应（PCR）是一种用于扩增DNA特异性区域的公知的分子生物学技术。

只有复印机如何在书中复制页面，PCR促进了生产单个DNA段的数十亿份。

Kary Mullis发明了这一点DNA复印技术分子生物学领域的革新研究。在体外复制DNA，并且研究人员现在可以在几乎没有几个反应循环中从单独的DNA模板中进行新的副本。

PCR应用在分子生物学中看到，03manbetx.com ，基因组研究和基因组测序，生物医学研究，和医疗诊断。

可提供许多不同类型的PCR技术，基于哪种核酸（RNA或DNA）必须经历PCR扩增;最常见的PCR技术是实时PCR，也称为定量PCR（QPCR）。

它是如何工作的？

使用PCR进行DNA的体外扩增，aPCR机器（热循环仪）是必需的，以及几种核心成分。这些核心成分或PCR试剂包括：

模板DNA：要复制的DNA片段。

PCR缓冲：这是为了确保反应的最佳条件。它由Tris-HCl，氯化钾（KCl）和氯化镁组成（MgCl₂）。

DNA核苷酸（DNTPS）：需要构建新的DNA链。

PCR引物：启动PCR的短程DNA（寡核苷酸）。

热稳定DNA聚合酶（TAQ聚合酶）：沿模板股线的DNA延伸。

然后以顺序方式将这些组分置于无菌PCR管中，并设立PCR反应。

PCR是一种温度依赖的技术，涉及三个步骤来完成反应的一个循环：

变性（94.°C）

将模板DNA加热，使得两个互补的股线分开。

退火（55-65.°C）

降低温度以使引物连接以作为DNA合成的起点。

延伸（72°C）

这一最终步骤是Taq聚合酶的行动。一旦附着引物，Taq聚合酶就将其位于股线上，通过添加DNTP来产生新的股线。这导致了新的互补DNA（cDNA）股线的产生。

因此，新合成的股线在PCR的下一个循环中充当模板。在每个循环之后，DNA加倍。该循环重复约25-35次，需要大约2-4小时才能完成整个程序并获得PCR产物。

下一步是进行琼脂糖凝胶电泳并获得数十亿的DNA拷贝！

Taq聚合酶在PCR中：它做了什么？

Taq DNA聚合酶是PCR的骨干。没有taq聚合酶。没有PCR。

PCR扩增适用于温度变异加热和冷却反应的原理 - 这使得Taq聚合酶成为高兴的酶。

背后的主要原因是Taq聚合酶可以高效率和放大能力的高温工作，其他身体酶不能。它可以加入每秒150个核苷酸，已知在72℃下在小于10秒的少于10秒的DNA中复制1000bp链。

PCR的延伸阶段是Taq DNA聚合酶所采用的地方。它在引物和DNA模板结合物结合，使用它作为基质。它读取DNA序列并开始在5'至3'方向上添加核苷酸（DNTPS）。

Taq聚合酶在72℃下最佳活性，这就是为什么在该精确温度下进行延伸步骤。

此外，对于Taq聚合酶的适当功能，Mg²⁺以mgcl的形式添加₂到PCR缓冲液。米²⁺是与Taq聚合酶的活性位点结合的辅助因子，并催化磷酸二酯键的形成，以掺入新的DNTP，使其成为强制性要求。

当在Mg存在下加入Taq聚合酶时，据说标准PCR实验是成功的²⁺。

Taq聚合酶优缺点

尽管Taq聚合酶的发现是对科学研究的一个很大的好处，但它也有其缺点。

优点	缺点
热稳定性Taq聚合酶可以承受高温，这使其能够在进行PCR时应用。	低保真典型的DNA聚合酶主要有两个作用：5'至3'进出核酸酶活性和3'至5'外切核酸酶校对活性。Taq DNA聚合酶缺乏校对的动力。它无法检测和纠正不匹配的核苷酸，使其很难获得无差错的DNA链。
效率在最佳温度条件下，该聚合酶有效地使用核苷酸以互补的方式合成新的DNA链。	低特异性由于Taq聚合酶是温度依赖性酶，温度略微偏移会影响聚合酶活性。这可能导致酶构型的变化甚至核苷酸的不匹配，使聚合酶更少。已知每9000个核苷酸添加一个错误的核苷酸。
高放大能力在扩增期间，Taq聚合酶保持每秒加入150个核苷酸的能力。	单向活动与其他聚合酶不同，TAQ聚合酶仅在5'至3'方向上起作用，并且在3'至5'方向上没有执行切除修复。因此，它的运动是单向的。
半衰期在92℃下，其半衰期超过2小时，高于任何其他聚合酶。这使得Taq聚合酶成为体外扩增靶DNA的动力工具。	二价阳离子要求需要额外的辅助因子来进行Taq聚合酶的有效功能（金属离子mg²⁺）。没有这种二价阳离子，Taq聚合酶不会有很多使用。

在坚果壳中，Taq聚合酶显示出高的热稳定性和加工性，但低保真度和特异性。幸运的是，重组DNA技术的进步使得可以克服上述缺点。现在有TAQ聚合酶现在可商购，显示出高特异性，高保真性，高灵敏度，并且可以根据PCR型进行改性。

此外，如所示的常规PCR修饰热门开始PCR.，改变了DNA扩增的准确性和特异性的过程，从而减少了非特异性结合。

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PCR是一种体外DNA扩增技术，其需要一种称为Taq聚合酶的热稳定的DNA聚合酶，以在高温期间抵抗灭活。克隆DNA段是有效的，并且已成为分子研究的一个组成部分。

随着PCR的不断增加，需要巨大的Taq聚合酶以及有效的PCR设置。

但是，如果您的实验室或诊所正在小额预算运行，则购买TAQ聚合酶和高口径PCR设备可能是一个挑战。它在折旧资产中实现了急需的资本，并且通常可以避免您的经营预算。

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