La ADN Polimerasa es una enzima biológica vital que está presente en la replicación del ADN. En el proceso, el ADN se copia en dos moléculas de ADN hijas y sintetiza una nueva cadena de ADN a partir de la cadena existente añadiendo dNTPs al ADN en crecimiento.
La ADN Polimerasa tiene dos funciones cruciales en la replicación: La actividad polimerasa exonucleasa 5′ a 3′ y la actividad correctora exonucleasa 3′ a 5′. Cuando la polimerasa se une al ADN, añade nucleótidos en la dirección de 5′ a 3′.
Desgraciadamente, debido a que se desactiva a una temperatura más alta, la ADN Polimerasa no es adecuada para un tipo de replicación llamado Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). La Taq ADN Polimerasa, en cambio, juega un papel esencial en la PCR.
¿Qué es la Taq Polimerasa?
La Taq ADN Polimerasa es una ADN polimerasa recombinante altamente termoestable. Lleva el nombre de Thermus aquaticus, la bacteria tolerante al calor de la que se aísla. El peso molecular de la Taq Polimerasa es de 94kD, y amplifica ADN de hasta 5kb con una velocidad de elongación de 0,9-1,2kb/min a 70-75°C.
¿Qué es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR)?
La reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, es una técnica de replicación que produce numerosas copias de una región específica de ADN in vitro (en un tubo de ensayo y no en un organismo). La PCR se utiliza en diversas áreas de la biología y la medicina, como la investigación en biología molecular, el diagnóstico médico y la ecología.
La PCR se basa en la Taq Polimerasa, una polimerasa de ADN termoestable. También requiere cebadores de ADN diseñados específicamente para la región de ADN de interés, así como ADN molde y nucleótidos (bloques de construcción de ADN).
En una reacción de PCR, se reúnen los ingredientes clave en un tubo, junto con los cofactores que requiere la enzima. Los ingredientes se someten a ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento que finalmente sintetizan el ADN.
También hay tres pasos básicos que debe seguir para lograr la PCR, incluyendo:
- Desnaturalización (96 °C): calentar fuertemente la reacción para separar, o desnaturalizar, las cadenas de ADN.
- Recalentamiento (55-65 °C): Enfriar la reacción para que los cebadores puedan unirse a sus secuencias complementarias en el ADN molde monocatenario.
- Extensión (72 °C): Aumentar las temperaturas de la reacción para que la Taq polimerasa extienda los cebadores, sintetizando nuevas cadenas de ADN.
El ciclo se repite entre 25 y 35 veces en una reacción típica de PCR, que suele durar entre 2 y 4 horas, dependiendo de la longitud de la región de ADN que se copie. Si la reacción es eficiente, la región objetivo puede pasar de una o pocas copias a miles de millones.
El papel de la Taq Polimerasa en la PCR
Debido a su papel clave en la síntesis y amplificación de nuevas cadenas de ADN, la Taq ADN Polimerasa es esencial para la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR).
Al igual que otras ADN polimerasas, la Taq Polimerasa sólo puede producir ADN si tiene un cebador, una secuencia corta de 20 nucleótidos que proporciona un punto de partida para la síntesis de ADN. Sin embargo, también es una ADN polimerasa termoestable que puede trabajar a temperaturas más altas.
La Taq ADN Polimerasa es altamente eficiente, por lo que se vuelve completamente funcional al alcanzar su temperatura óptima. También tiene una vida media de más de dos horas (a una temperatura de 92 °C), una alta capacidad de amplificación y la capacidad de añadir 150 nucleótidos por segundo.
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