Pourquoi Taq Polymerase est l’enzyme préférée pour la réaction en chaîne de la polymérase (PCR)?

Une ADN polymérase est une enzyme biologique vitale qui est présente dans la réplication de l’ADN. Dans le processus, l’ADN se copie en deux molécules d’ADN filles et synthétise un nouveau brin d’ADN à partir du brin existant en ajoutant des dNTP à l’ADN en croissance.

L’ADN polymérase a deux rôles cruciaux dans la réplication: l’activité de polymérisation de l’exonucléase de 5 ’à 3’ et l’activité de relecture de l’exonucléase de 3 ’à 5’. Lorsque la polymérase se lie à l’ADN, elle ajoute des nucléotides dans le sens de 5 ’à 3’.

Malheureusement, parce qu’elle se désactive à une température plus élevée, l’ADN polymérase ne convient pas à un type de réplication appelé réaction en chaîne par polymérase (PCR). La Taq DNA Polymerase, quant à elle, joue un rôle essentiel dans la PCR.

Qu’est-ce que la polymérase Taq?
L’ADN polymérase Taq est une ADN polymérase recombinante hautement thermostable. Il porte le nom de Thermus aquaticus, la bactérie thermorésistante dont il s’isole. Le poids moléculaire de la polymérase Taq est de 94 kD, et elle amplifie l’ADN jusqu’à 5 kb avec une vitesse d’élongation de 0,9 à 1,2 kb / min à 70 à 75 ° C.

Qu’est-ce que la réaction en chaîne par polymérase (PCR)?
La réaction en chaîne par polymérase, ou PCR, est une technique de réplication qui produit de nombreuses copies d’une région d’ADN spécifique in vitro (dans un tube à essai plutôt que dans un organisme). La PCR est utilisée dans divers domaines de la biologie et de la médecine, y compris la recherche en biologie moléculaire, le diagnostic médical et l’écologie.

La PCR repose sur la Taq Polymerase, une ADN polymérase thermostable. Il nécessite également des amorces d’ADN conçues spécifiquement pour la région d’ADN d’intérêt, ainsi que de l’ADN matrice et des nucléotides (blocs de construction d’ADN).

Dans une réaction de PCR, vous assemblerez les ingrédients clés dans un tube, ainsi que les cofacteurs dont l’enzyme a besoin. Les ingrédients subissent des cycles répétés de chauffage et de refroidissement qui synthétisent finalement l’ADN.

Vous devez également suivre trois étapes de base pour réaliser la PCR, notamment:

Dénaturation (96 ° C): chauffer fortement la réaction pour séparer ou dénaturer les brins d’ADN.
Annelage (55-65 ° C): refroidir la réaction pour que les amorces puissent se lier à leurs séquences complémentaires sur l’ADN matrice simple brin.
Extension (72 ° C): augmenter les températures de réaction pour que la polymérase Taq prolonge les amorces, synthétisant de nouveaux brins d’ADN.
Le cycle se répète 25 à 35 fois dans une réaction de PCR typique, qui prend généralement de 2 à 4 heures, selon la longueur de la région d’ADN copiée. Si la réaction est efficace, la région cible peut passer d’une ou plusieurs copies à des milliards.

Le rôle de la polymérase Taq dans la PCR
En raison de son rôle clé dans la synthèse et l’amplification de nouveaux brins d’ADN, l’ADN polymérase Taq est essentielle à la réaction en chaîne par polymérase (PCR).

Comme les autres ADN polymérases, la Taq Polymérase ne peut produire de l’ADN que si elle a une amorce, une courte séquence de 20 nucléotides qui fournit un point de départ pour la synthèse de l’ADN. Cependant, c’est aussi une ADN polymérase thermostable qui peut fonctionner à des températures plus élevées.

La Taq DNA Polymerase est très efficace, elle devient donc pleinement fonctionnelle lorsqu’elle atteint sa température optimale. Il a également une demi-vie de plus de deux heures (à une température de 92 ° C), une capacité d’amplification élevée et la capacité d’ajouter 150 nucléotides par seconde.