Att göra kopior av DNA kräver enzymer som kallas DNA-polymeraser. Dessa enzymer bevarar ett genom under replikation. Före 1960-talet hade forskare inte ett värmestabilt DNA-polymeras för att göra mer kopior av DNA. I 1966 upptäckte Thomas D. Brock, i de fislande heta källorna i Yellowstone National Park i USA, en bakterie, kallad termofil, som kunde överleva vid extremt höga temperaturer och namngav den Thermus aquaticus. polymeras från denna organism namngavs Taq
polymeras.

TL; DR (för länge, läste inte)

Taq polymeras, det första värmestabila DNA-polymeraset för PCR, upptäcktes 1966. PCR-transformerad DNA-amplifiering, vilket gör processen snabb och effektiv. Detta skulle revolutionera kloning, DNA-testning, kriminalteknik och medicinering.

Polymeraskedjereaktion (PCR)

Polymeraskedjereaktionen (PCR) utvecklades av kemisten Kary Mullis på 1980-talet som en innebär att göra många kopior av DNA-fragment. Forskare insåg att termostabila (värmestabila) DNA-polymeraser skulle behövas för att PCR skulle fungera effektivt. Taq-polymeras, som är termostabil, visade sig vara idealisk för PCR.

I PCR kombineras ett DNA-prov med primers, vilka är nukleinsyrasekvenser som startar DNA-syntes. Taq-polymeras; och nukleotidtrifosfater (dNTPs). Denna blandning placeras i rör i en automatiserad PCR-maskin. Kombinationen upphettas till 94 grader Celsius, vilket medför att DNAet denatureras eller spolas och blir två strängar med enkelsträngad DNA (ssDNA). Blandningen kyldes sedan till 55 grader C, vid vilken tidpunkt primerna annealerar mot den del av DNA som behöver replikeras. Kombinationen upphettas igen, men till 72 grader C, vilket är den ideala temperaturen för Taq
polymeras för att använda primerna för att skapa nya DNA-strängar och helixreformerna. Denna process, som äger rum i minuter, upprepas många gånger för att skapa miljontals kopior av DNA-bitar. Cetus Corporation utvecklade en termo-cykler, eller termocykler, som sped upp processen att värma och kyla proverna.

Till sist, istället för att isolera Taq-polymeras från Thermus aquaticus
celler, pol-genen från den bakterien isolerades och klonades för att framställa sitt genom i cellerna Escherichia och coli (E. coli). Medan nyare termostabila DNA-polymeraser har upptäckts, är Taq
polymeras förblir standarden för PCR.

En molekylärbiologirevolution

Förmågan att använda en liten bit DNA och kopia det har miljontals gånger via PCR transformerat molekylärbiologi. Testning av genetiska bakgrunder och genetiska defekter kräver bara ett litet prov, men det ger stora mängder av viktig information som hjälper till med medicin och anamnesforskning. PCR användes också för att detektera HIV i humana celler, vilket öppnade epidemiologins område till fördelarna med snabb DNA-amplifiering. Rättsmedicinska forskare brukar regelbundet använda PCR, isolera DNA-bevis från hårsträngar eller små blodprover och därigenom hjälpa till med att bekämpa brottslighet. Även fossiler kan ge fragment av DNA som kan replikeras många gånger och ger information om evolutionen. Effekten av värmestabil Taq
polymeras har lett till en stor och ovärderlig framsteg inom vetenskapen.