Улога Так полимеразе у ПЦР-у

За израду копија ДНК потребни су ензими звани ДНК полимеразе. Ови ензими чувају геном током репликације. Пре шездесетих година прошлог века, научници нису имали топлотно стабилну ДНК полимеразу за израду више копија ДНК. 1966. године, у гасећим врелим изворима националног парка Иелловстоне у САД, Тхомас Д. Броцк је открио бактерију, названу термофил, која може преживети на екстремно високим температурама, и назвао је њу Тхермус акуатицус. Изолована полимераза из овог организма је названа Так полимераза.

ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)

Так полимераза, прва топлотно стабилна ДНК полимераза за ПЦР, откривена је 1966. ПЦР је трансформисао ДНК амплификацију, чинећи процес брзим и ефикасним. Ово би револуционирало клонирање, ДНК тестирање, форензику и дизајн медицине.

Ланчану реакцију полимеразе (ПЦР) развио је хемичар Кари Муллис 1980-их, као средство за прављење многих копија фрагмената ДНК. Научници су схватили да ће термостабилне (топлотно стабилне) ДНК полимеразе бити потребне за ефикасан рад ПЦР-а.

У ПЦР, узорак ДНК се комбинује са прајмерима, који су секвенце нуклеинских киселина које започињу синтезу ДНК; Так полимераза; и нуклеотидни трифосфати (дНТП). Ова смеша се ставља у епрувете унутар аутоматизоване ПЦР машине. Комбинација се загрева на 94 степени Целзијуса, што узрокује денатурацију или одвајање ДНК и постаје две једноланчане ДНК (ссДНА) нити. Смеша се затим охлади на 55 степени Ц, након чега се почетни слојеви жаре на део ДНК који треба реплицирати. Комбинација се поново загрева, али на 72 степени Ц, што је идеална температура за Так полимераза за употребу прајмера за стварање нових ДНК ланаца и хеликс реформе. Овај процес, који се одвија за неколико минута, понавља се много пута да би се створиле милионе копија ДНК комада. Корпорација Цетус развила је термоциклистичку машину, односно термоциклер, која је убрзала процес загревања и хлађења узорака.

На крају, уместо да изолује Так полимераза из Тхермус акуатицус ћелије, пол ген те бактерије је изолован и клониран да би произвео свој геном у Есцхерицхиацоли (Е. цоли) ћелије. Иако су откривене новије термостабилне ДНК полимеразе, Так полимераза остаје стандард за ПЦР.

Способност употребе малог дела ДНК и копирања милион пута путем ПЦР-а трансформисала је молекуларну биологију. Тестирање генетског порекла и генетских недостатака захтева само мали узорак, али ипак даје огромне количине кључних информација које помажу у истраживању медицине и предака. ПЦР се такође користио за откривање ХИВ-а у људским ћелијама, отварајући поље епидемиологије предностима брзе амплификације ДНК. Форензичари се редовно користе ПЦР-ом, изолујући ДНК доказе од праменова косе или малих узорака крви, и на тај начин помажу у борби против криминала. Чак и фосили могу дати фрагменте ДНК који се могу много пута поновити, пружајући информације о еволуцији. Снага топлотно стабилна Так полимераза је довела до огромног и непроцењивог напретка у науци.