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PCR ist eine Methode, mit der Wissenschaftler Millionen von Kopien eines DNA-Segments herstellen können. Polymerasen - eine Art Proteinenzym - helfen bei der Produktion neuer Segmente. Wissenschaftler verwenden häufig Taq-Polymerase in der PCR.
Geschichte
Die Taq-Polymerase stammt vom Bakterium Thermus aquaticus, das in Thermalwasser lebt. Kary Mullis und Fred Faloona entwickelten Mitte der 80er Jahre die PCR unter Verwendung der Escherichia coli-Polymerase. Wissenschaftler begannen jedoch bald mit der Verwendung von Taq in der PCR, da es gegen hohe Temperaturen resistenter war.
Funktion
Die PCR umfasst die Schritte Denaturierung, Annealing und Replikation, die normalerweise 20 bis 30 Mal wiederholt wird. Die Denaturierung trennt den Doppelstrang der DNA in isolierte Stränge. Im Annealing-Schritt binden die Primer an die zu kopierenden DNA-Segmente. Die Taq-Polymerase beginnt mit dem Replikationsschritt zu arbeiten: Die Polymerase baut aus jedem mit einem Primer markierten DNA-Einzelstrang einen neuen Doppelstrang auf.
Vorteile
Die hohen Temperaturen, die zur Denaturierung von DNA erforderlich sind, zerstörten die ursprünglich in der PCR verwendete E. coli-Polymerase, was die Zugabe eines zusätzlichen Enzyms zu jedem Zyklus erforderlich machte. Taq-Polymerase hält diesen Temperaturen stand, sodass Wissenschaftler jetzt mehrere PCR-Zyklen automatisch durchführen können.
Überlegungen
Taq-Polymerase hat eine relativ hohe DNA-Verdopplungsfehlerrate. Andere Polymerasen, die bei hohen Temperaturen stabil sind, weisen geringere Fehlerraten auf, Taq wird jedoch aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit am häufigsten verwendet.