DNAポリメラーゼは、DNAの複製に存在する重要な生物学的酵素である。 この過程で、DNAは2つの娘DNA分子にコピーされ、成長するDNAにdNTPを加えることによって、既存の鎖から新しいDNA鎖を合成する。
DNAポリメラーゼは複製において2つの重要な役割を担っている。 5’から3’へのエキソヌクレアーゼポリメラーゼ活性と3’から5’へのエキソヌクレアーゼ校正活性である。 ポリメラーゼはDNAに結合すると、5’から3’の方向にヌクレオチドを付加する。
残念ながら、DNAポリメラーゼは高温で働かなくなるため、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と呼ばれるタイプの複製には適さない。 一方、Taq DNAポリメラーゼは、PCRにおいて重要な役割を担っています。
Taqポリメラーゼとは
Taq DNAポリメラーゼは、高耐熱性の組換えDNAポリメラーゼです。 この名前は、この酵素が単離された耐熱性細菌であるThermus aquaticusにちなんで付けられました。 Taq Polymeraseの分子量は94kDで、70〜75℃で0.9〜1.2kb/minの伸長速度で5kbまでのDNAを増幅する。
ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）とは
ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、試験管内（生物ではなく試験管内）で特定のDNA領域のコピーを多数作成する複製技術です。 PCRは、分子生物学的研究、医療診断、生態学など、生物学や医学のさまざまな分野で活用されている。
PCRは、耐熱性DNAポリメラーゼであるTaqポリメラーゼに依存している。 また、目的のDNA領域に特異的に設計されたDNAプライマーと、鋳型DNA、ヌクレオチド（DNAの構成要素）が必要です。
PCR反応では、酵素が必要とする補因子とともに、主要な材料をチューブの中で組み立てることになります。
PCR反応では、酵素が必要とする補因子とともに、主要な材料をチューブの中で組み立て、加熱と冷却のサイクルを繰り返しながら、最終的にDNAを合成します。
また、PCRを実現するためには、以下の3つの基本的なステップを踏まなければなりません。
- Denaturation (96 ℃): 反応を強く加熱し、DNA鎖を分離、つまり変性させる。
- アニーリング (55-65 °C)。 プライマーが一本鎖鋳型DNA上の相補的な配列に結合できるように、反応を冷却する。
- 伸長（72 °C）。 反応温度を上げ、Taqポリメラーゼがプライマーを伸長させ、DNAの新しい鎖を合成する。
このサイクルは、コピーされるDNA領域の長さにもよりますが、一般的なPCR反応では25～35回繰り返され、通常2～4時間程度かかります。 反応が効率的であれば、標的領域は1つか数個のコピーから数十億個になることもある。
The Role of Taq Polymerase in PCR
新しい DNA 鎖の合成と増幅に重要な役割を果たすため、Taq DNA ポリメラーゼはポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) に欠かせません。
他の DNA ポリメラーゼと同様に、Taq ポリメラーゼは、プライマー（DNA 合成の出発点となる 20 塩基の短い配列）がある場合にのみ、DNA を生成することができます。 しかし、より高い温度で働くことができる耐熱性DNAポリメラーゼでもある。
Taq DNAポリメラーゼは効率が高いので、最適な温度に達すると完全に機能するようになります。 また、半減期が2時間以上（温度92℃の場合）、高い増幅能、1秒間に150ヌクレオチドを付加する能力を持っています。
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