PCR技術(shù)改變了現(xiàn)代分子生物學(xué)

Taq DNA聚合酶改變了PCR

????????Taq DNA聚合酶是PCR反應(yīng)中最核心的酶，?最初用于PCR的DNA聚合酶是20世紀(jì)70年代初期由Klenow發(fā)現(xiàn)的來源于大腸桿菌DNA聚合酶I上的Klenow片段來生成新的子鏈，但是這種大腸桿菌酶對熱敏感，易受到變性階段高溫的破壞，從而無法繼續(xù)進(jìn)行退火和延伸步驟。因此，需要在擴(kuò)增全程每個(gè)循環(huán)的退火步驟中重新補(bǔ)充添加酶，故而該酶不能廣為應(yīng)用。

????????1976年，一種更穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶從一種叫做水生棲熱菌（Thermus aquaticus）的嗜熱細(xì)菌中分離出來，這種細(xì)菌是從美國黃石國家森林公園的火山溫泉中分離得到的，生長在70-75℃極富礦物質(zhì)的高溫環(huán)境中?。因此它比大腸桿菌DNA聚合酶具有極高的熱穩(wěn)定性。

? ? ? ??熱穩(wěn)定的DNA聚合酶目前在分子生物學(xué)、基因工程和分子診斷中應(yīng)用最廣泛，但具體的實(shí)用性取決于各種性能特征，如糾錯(cuò)率(保真度)、延伸率(合成能力)等。

????????不同特性的DNA聚合酶可以解決DNA合成過程中遇到的問題 （圖1），例如來自環(huán)境、臨床(例如血液樣本)、古代和法醫(yī)樣本的DNA擴(kuò)增，這些困難樣本中富含抑制物易導(dǎo)致擴(kuò)增效率降低。擴(kuò)增某些長片段或高GC含量的DNA或環(huán)狀序列也可能出現(xiàn)類似問題。

????????盡管熱穩(wěn)定的Taq聚合酶大大提高了PCR反應(yīng)的應(yīng)用性，但其本身依然存在缺點(diǎn)。例如由于其缺乏 3' → 5'核酸外切酶活性，因此降低了其在PCR擴(kuò)增中的忠實(shí)性，限制了其在基因克隆和基因測序的應(yīng)用。此外，該酶在室溫下依然具有活性，易導(dǎo)致引物二聚體的產(chǎn)生而降低反應(yīng)的特異性。

????????針對這些缺點(diǎn)，一系列的改進(jìn)優(yōu)化，比如反應(yīng)緩沖液的優(yōu)化、加入熱啟動(dòng)技術(shù)、使用基因工程技術(shù)改造Taq DNA聚合酶等等，以加強(qiáng)酶的穩(wěn)定性、特異性、擴(kuò)增能力等。

????????隨著分子診斷技術(shù)不斷革新，對PCR反應(yīng)的速度、靈敏度、特異性和多重?cái)U(kuò)增能力也有了更高的要求，而優(yōu)質(zhì)的DNA Taq聚合酶則是滿足這些要求的重要奠基石。

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????????信勵(lì)致和在Taq聚合酶研發(fā)和生產(chǎn)方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)，一直為分子科研和各行業(yè)診斷研發(fā)企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的分子核心酶。