पीसीआर में टाक पोलीमरेज़ की भूमिका

डीएनए की प्रतियां बनाने के लिए डीएनए पोलीमरेज़ नामक एंजाइम की आवश्यकता होती है। ये एंजाइम प्रतिकृति के दौरान एक जीनोम को संरक्षित करते हैं। 1960 के दशक से पहले, वैज्ञानिकों के पास डीएनए की अधिक प्रतियां बनाने के लिए उपयोग करने के लिए गर्मी-स्थिर डीएनए पोलीमरेज़ नहीं था। 1966 में, यू.एस. में येलोस्टोन नेशनल पार्क के गर्म पानी के झरनों में, थॉमस डी। ब्रॉक ने थर्मोफाइल नामक एक जीवाणु की खोज की, जो अत्यधिक उच्च तापमान पर जीवित रह सकता है, और इसका नाम रखा थर्मस जलीय। इस जीव से पृथक पोलीमरेज़ को नाम दिया गया था तकी पोलीमरेज़

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

पीसीआर के लिए पहला हीट-स्टेबल डीएनए पोलीमरेज़ टाक पोलीमरेज़ की खोज 1966 में की गई थी। पीसीआर ने डीएनए प्रवर्धन को बदल दिया, जिससे प्रक्रिया तेज और कुशल हो गई। यह क्लोनिंग, डीएनए परीक्षण, फोरेंसिक और दवा डिजाइन में क्रांति लाएगा।

पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) को 1980 के दशक में केमिस्ट कैरी मुलिस द्वारा डीएनए टुकड़ों की कई प्रतियां बनाने के साधन के रूप में विकसित किया गया था। वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि पीसीआर को कुशलतापूर्वक काम करने के लिए थर्मोस्टेबल (हीट-स्टेबल) डीएनए पोलीमरेज़ की आवश्यकता होगी।

पीसीआर में, एक डीएनए नमूने को प्राइमरों के साथ जोड़ा जाता है, जो न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम होते हैं जो डीएनए संश्लेषण शुरू करते हैं; तकी पोलीमरेज़; और न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट (dNTPs)। इस मिश्रण को एक स्वचालित पीसीआर मशीन के अंदर ट्यूबों में रखा जाता है। संयोजन को 94 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, जो डीएनए को विकृत या अनस्पूल करने का कारण बनता है, और दो एकल-फंसे डीएनए (एसएसडीएनए) किस्में बन जाता है। फिर मिश्रण को ५५ डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, जिस बिंदु पर प्राइमर डीएनए के उस हिस्से से जुड़ जाते हैं जिसे दोहराने की जरूरत होती है। संयोजन को फिर से गर्म किया जाता है, लेकिन 72 डिग्री सेल्सियस तक, जो कि के लिए आदर्श तापमान है तकी पोलीमरेज़ नए डीएनए स्ट्रैंड बनाने के लिए प्राइमरों का उपयोग करने के लिए, और हेलिक्स सुधार। यह प्रक्रिया, जो मिनटों में होती है, डीएनए के टुकड़ों की लाखों प्रतियां बनाने के लिए कई बार दोहराई जाती है। Cetus Corporation ने एक थर्मोसाइक्लिंग मशीन, या थर्मोसायकलर विकसित किया, जिसने नमूनों को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया को तेज कर दिया।

आखिरकार, अलग-थलग करने के बजाय तकी पोलीमरेज़. से थर्मस एक्वाटिकस कोशिकाओं, पोल उस बैक्टीरिया से जीन को अलग किया गया था और इसके जीनोम का उत्पादन करने के लिए क्लोन किया गया था Escherichiaकोलाई (ई. कोलाई) कोशिकाएं। जबकि नए थर्मोस्टेबल डीएनए पोलीमरेज़ खोजे गए हैं, तकी पोलीमरेज़ पीसीआर के लिए मानक बना हुआ है।

डीएनए के एक छोटे से टुकड़े का उपयोग करने और पीसीआर के माध्यम से इसे लाखों बार कॉपी करने की क्षमता ने आणविक जीव विज्ञान को बदल दिया है। आनुवंशिक पृष्ठभूमि और आनुवंशिक दोषों के परीक्षण के लिए केवल एक छोटे से नमूने की आवश्यकता होती है, फिर भी यह बड़ी मात्रा में महत्वपूर्ण जानकारी प्राप्त करता है जो दवा और वंश अनुसंधान में सहायता करता है। पीसीआर का उपयोग मानव कोशिकाओं में एचआईवी का पता लगाने के लिए भी किया गया, जिससे तेजी से डीएनए प्रवर्धन के लाभों के लिए महामारी विज्ञान के क्षेत्र को खोल दिया गया। फोरेंसिक वैज्ञानिक नियमित रूप से पीसीआर का उपयोग करते हैं, डीएनए साक्ष्य को बालों की किस्में या रक्त के छोटे नमूनों से अलग करते हैं, और इस तरह अपराध से लड़ने में सहायता करते हैं। यहां तक ​​​​कि जीवाश्म भी डीएनए के टुकड़े पैदा कर सकते हैं जिन्हें कई बार दोहराया जा सकता है, जिससे विकास के बारे में जानकारी मिलती है। गर्मी-स्थिर की शक्ति तकी पोलीमरेज़ ने विज्ञान में एक विशाल और अमूल्य प्रगति की है।