DNA를 복제하려면 DNA 중합 효소라고하는 효소가 필요합니다. 이 효소는 복제 중에 게놈을 보존합니다. 1960 년대 이전에 과학자들은 더 많은 DNA 사본을 만드는 데 사용할 열 안정성 DNA 중합 효소가 없었습니다. 1966 년 미국 옐로 스톤 국립 공원의 뜨거운 온천에서 Thomas D. 브록은 극도로 높은 온도에서 생존 할 수있는 호 열성 박테리아를 발견하고 이름을 붙였습니다. Thermus aquaticus. 이 유기체에서 분리 된 중합 효소는 Taq 중합 효소.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
PCR을위한 최초의 열 안정성 DNA 중합 효소 인 Taq 중합 효소는 1966 년에 발견되었습니다. PCR은 DNA 증폭을 변환하여 프로세스를 빠르고 효율적으로 만듭니다. 이것은 복제, DNA 테스트, 법의학 및 의학 디자인에 혁명을 일으킬 것입니다.
중합 효소 연쇄 반응 (PCR)
중합 효소 연쇄 반응 (PCR)은 DNA 단편의 많은 사본을 만드는 수단으로 1980 년대에 화학자 Kary Mullis에 의해 개발되었습니다. 과학자들은 PCR이 효율적으로 작동하려면 내열성 (열 안정성) DNA 중합 효소가 필요하다는 것을 깨달았습니다. Taq 중합 효소는 내열성이며 PCR에 이상적임이 입증되었습니다.
PCR에서 DNA 샘플은 DNA 합성을 시작하는 핵산 서열 인 프라이머와 결합됩니다. Taq 중합 효소; 및 뉴클레오티드 트리 포스페이트 (dNTP). 이 혼합물은 자동화 된 PCR 기계 내부의 튜브에 배치됩니다. 이 조합은 섭씨 94도까지 가열되어 DNA가 변성되거나 풀리고 두 개의 단일 가닥 DNA (ssDNA) 가닥이됩니다. 그런 다음 혼합물을 55 ° C로 냉각하면 프라이머가 복제되어야하는 DNA 부분에 어닐링됩니다. 조합은 다시 가열되지만 72도까지 가열됩니다. Taq 중합 효소는 프라이머를 사용하여 새로운 DNA 가닥을 만들고 나선이 재 형성됩니다. 몇 분 안에 진행되는이 프로세스는 수백만 개의 DNA 조각 사본을 만들기 위해 여러 번 반복됩니다. Cetus Corporation은 열 순환 기계 또는 열 순환기를 개발하여 샘플을 가열하고 냉각하는 과정을 가속화했습니다.
결국 격리보다는 Taq 중합 효소 Thermus aquaticus 세포, 폴 그 박테리아의 유전자를 분리하고 복제하여 Escherichia대장균 (E. 대장균) 세포. 새로운 내열성 DNA 중합 효소가 발견되었지만 Taq 중합 효소는 PCR의 표준으로 남아 있습니다.
분자 생물학 혁명
작은 DNA 조각을 사용하고 PCR을 통해 수백만 번 복사하는 능력은 분자 생물학을 변화 시켰습니다. 유전 적 배경과 유전 적 결함에 대한 테스트는 작은 샘플 만 필요하지만 의학 및 조상 연구에 도움이되는 방대한 양의 중요한 정보를 제공합니다. PCR은 또한 인간 세포에서 HIV를 검출하는 데 사용되어 신속한 DNA 증폭의 이점에 대한 역학 분야를 열었습니다. 법의학 과학자들은 정기적으로 PCR을 사용하여 머리카락이나 작은 혈액 샘플에서 DNA 증거를 분리하여 범죄와 싸우는 데 도움을줍니다. 화석조차도 여러 번 복제 할 수있는 DNA 조각을 만들어 진화에 대한 정보를 제공합니다. 열 안정성의 힘 Taq 중합 효소는 과학 분야에서 방대하고 귀중한 발전을 가져 왔습니다.