Pourquoi Taq Polymerase Thermostable

Taq polymérase est une enzyme utilisée dans la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) pour synthétiser de l'ADN in vitro. C'est analogue à la E. coli ADN polymérase 1. Il résiste aux températures élevées utilisées en PCR, conservant son activité enzymatique.. Taq polymérase se trouve naturellement dans une bactérie thermophile connue sous le nom Thermus aquaticus. La bactérie vit dans des environnements extrêmement chauds tels que les sources hydrothermales et les sources chaudes. Par conséquent, il est hautement thermostable. La température optimale pour l'activité de Taq polymérase est 75-80 ° C.

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que la polymérase Taq?
     - Définition, emplacement, propriétés
2. Pourquoi Taq Polymerase Thermostable
     - Nature thermophile de Thermus Aquaticus
3. Quel est le rôle de la polymérase Taq dans la PCR
     - Utilisation de la polymérase Taq en PCR

Mots-clés: ADN polymérase 1, PCR, Taq polymérase, bactéries thermophiles, Thermus aquaticus

Quel est Taq Polymérase

Taq La polymérase est une ADN polymérase thermostable disponible dans le commerce, utilisée en PCR pour synthétiser de l'ADN. Il est dérivé de l'eubacterium appelé Thermus aquaticus. La bactérie a pour habitat naturel des sources thermales chaudes dont la température ambiante est comprise entre 70 et 75 ° C. La structure de Taq la polymérase est montrée dans Figure 1.

Figure 1: Polymérase Taq

Taq polymérase est une ADN polymérase dépendante de l’ADN de 94 kD, qui est homologue à l’ADN polymérase 1 dans E. coli. Par conséquent, Taq La polymérase est composée du site d'addition de nucléotides 3 '-OH, du site de liaison dNTP / ADN et du site d'exonucléase 5' à 3 '. Cependant, il manque les domaines exonucléase 3 'à 5' pour la relecture des nucléotides entrants. 

Pourquoi est-ce Taq Polymerase Thermostable

La bactérie où Taq La polymérase est naturellement thermophile. Il vit dans des environnements soumis à des températures extrêmes telles que des cheminées hydrothermales et des sources chaudes.. Thermus aquaticus est isolé des sources chaudes pétillantes du parc national de Yellowstone aux États-Unis. Comme Thermus aquaticus est adapté pour vivre dans les températures extrêmes, la Taq la polymérase isolée de la bactérie est également capable de résister à des températures plus élevées. Les sources chaudes du parc national de Yellowstone sont illustrées dans Figure 2.

Figure 2: Grand printemps prismatique dans le parc national de Yellowstone

Quel est le rôle de la polymérase Taq dans la PCR

Le fragment de Klenow de l’ADN polymérase 1 dépendante de l’ADN a été utilisé pour la première fois dans une PCR non thermostable. Cependant, il manquait l'activité exonucléase 5 'à 3'. La température optimale du fragment de Klenow est de 37 ° C. Par conséquent, une nouvelle enzyme devait être ajoutée à la réaction à chaque cycle. Le fragment de Klenow restant a été dénaturé au cours de l'étape de dénaturation de la PCR qui a lieu à 95 ° C. De plus, le fragment de Klenow ne pouvait synthétiser que des fragments de moins de 400 pb. Les étapes de la PCR sont indiquées dans figure 3.

Figure 3: PCR
1 - Dénaturation à 95 ° C, 2 - Recuit à 68 ° C, 3 - Allongement à 72 ° C, 4 - Achèvement d'un cycle

Dans l'intervalle, en 1966, Thomas D. Brock a découvert le thermophile, Thermus aquaticus des sources chaudes pétillantes du parc national de Yellowstone aux États-Unis. Après cela, le Taq polymérase, qui est extraite de Thermus aquaticus a été utilisé dans la PCR. Taq La polymérase est utilisée pour étendre les amorces par l'addition de nucléotides à la matrice pendant la PCR. Pendant la PCR, les réactifs sont chauffés à 95 ° C. L'ADN polymérase normale serait dénaturée par cette température élevée. Cependant, la température optimale pour Taq la polymérase est comprise entre 75 et 80 ° C. En outre, le taux d'erreur de Taq la polymérase est d'environ un million de paires de bases. Pfu est un autre type d'ADN polymérase thermostable utilisé au lieu de Taq polymérase en PCR. Il possède une capacité de relecture. Par conséquent, il est plus précis que Taq polymérase.

Référence:

1. "Taq et autres ADN polymérases thermostables." SpringerLink, Springer, Dordrecht, 1er janvier 1970, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “Taq” de Adenosine - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Grand printemps prismatique du parc national de Yellowstone (3646969937)» Par Frank Kovalchek des États-Unis d'Amérique - Grand printemps prismatique du parc national de Yellowstone (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
3. “Pcr” de Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia