Mengapa Taq Polymerase Thermostable - Perbedaan Antara

Mengapa Taq Polymerase Thermostable

Taq polimerase adalah enzim yang digunakan dalam reaksi berantai polimerase (PCR) untuk mensintesis DNA in vitro. Ini analog dengan E. coli DNA polimerase 1. Dapat menahan suhu tinggi yang digunakan dalam PCR, mempertahankan aktivitas enzimatisnya. Taq Polimerase secara alami ditemukan dalam bakteri termofilik yang dikenal sebagai Thermus aquaticus. Bakteri hidup di lingkungan yang sangat panas seperti lubang hidrotermal dan sumber air panas. Oleh karena itu, sangat termostabil. Suhu optimal untuk aktivitas Taq polimerase adalah 75-80 ° C.

Bidang-bidang Utama yang Dicakup

1. Apa itu Taq Polymerase
- Definisi, Lokasi, Properti
2. Mengapa Taq Polymerase Thermostable
- Sifat Thermophilic dari Thermus Aquaticus
3. Apa Peran Taq Polymerase di PCR
- Penggunaan Taq polimerase di PCR

Kata Kunci: DNA Polymerase 1, PCR, Taq Polymerase, Bakteri Termofilik, Thermus aquaticus


apa yang Taq Polymerase

Taq polimerase adalah DNA polimerase termostabil yang tersedia secara komersial yang digunakan dalam PCR untuk mensintesis DNA. Itu berasal dari eubacterium yang disebut Thermus aquaticus. Habitat alami bakteri adalah mata air panas dengan suhu sekitar 70-75 ° C. Struktur Taq polimerase ditunjukkan pada Gambar 1.


Gambar 1: Taq Polymerase

Taq polimerase adalah 94 kD, DNA-dependent DNA polimerase, yang homolog dengan DNA polimerase 1 in E. coli. Karenanya, Taq polimerase terdiri dari situs penambahan nukleotida 3 OH -OH, situs pengikatan dNTP / DNA, dan situs eksonuklease 5 ′ hingga 3.. Namun, ia tidak memiliki domain exonuclease 3 ′ hingga 5 for untuk proofreading nukleotida yang masuk.

Kenapa Taq Polymerase Thermostable

Bakteri itu dimana Taq Polimerase yang terjadi secara alami adalah termofilik. Ia hidup di lingkungan dengan suhu ekstrem seperti lubang hidrotermal dan sumber air panas. Thermus aquaticus diisolasi dari sumber mata air panas Yellowstone National Park di AS. Sebagai Thermus aquaticus diadaptasi untuk hidup di suhu yang ekstrem Taq polimerase yang diisolasi dari bakteri juga mampu menahan suhu yang lebih tinggi. Mata air panas Taman Nasional Yellowstone ditampilkan di Gambar 2.


Gambar 2: Grand Prismatic Spring di Taman Nasional Yellowstone

Apa Peran Taq Polymerase di PCR

Fragmen Klenow dari DNA polymerase 1 DNA-dependent pertama kali digunakan dalam PCR yang tidak stabil terhadap panas. Namun, ia tidak memiliki aktivitas exonuclease 5 ′ hingga 3.. Suhu optimal fragmen Klenow adalah 37 ° C. Oleh karena itu, enzim segar harus ditambahkan ke reaksi per setiap siklus. Fragmen Klenow yang tersisa didenaturasi selama langkah denaturasi PCR yang terjadi pada 95 ° C. Selain itu, fragmen Klenow hanya dapat mensintesis kurang dari 400 bp fragmen. Langkah-langkah PCR ditunjukkan pada gambar 3.


Gambar 3: PCR
1 - Denaturasi pada 95 ° C, 2 - Annealing pada 68 ° C, 3 - Perpanjangan pada 72 ° C, 4 - Penyelesaian Siklus

Sementara itu, pada tahun 1966, Thomas D. Brock menemukan termofil, Thermus aquaticus dari mata air panas mendesis Taman Nasional Yellowstone di AS. Setelah itu, si Taq polimerase, yang diekstraksi dari Thermus aquaticus digunakan dalam PCR. Taq polimerase digunakan untuk memperluas primer dengan penambahan nukleotida ke template selama PCR. Selama PCR, reaktan dipanaskan hingga 95 ° C. DNA Polymerase normal akan didenaturasi oleh suhu tinggi ini. Namun, suhu optimal untuk Taq polimerase adalah 75-80 ° C. Selanjutnya, tingkat kesalahan Taq polimerase adalah sekitar satu dari setiap juta pasangan basa. Pfu adalah jenis lain dari polimerase DNA termostabil yang digunakan Taq polimerase dalam PCR. Itu memiliki kemampuan proofreading. Karena itu, lebih akurat daripada Taq polimerase.

Referensi:

1. "Taq dan DNA Polymerases Termostabil Lainnya."SpringerLink, Springer, Dordrecht, 1 Januari 1970,