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
Portaal	Biologie

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. 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. 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.

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. 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.

[Chien-1] (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.

[lawyer-2] 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.

[3] (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.