Een DNA-polymerase is een essentieel biologisch enzym dat een rol speelt bij de replicatie van DNA. Tijdens dit proces kopieert het DNA in twee DNA-dochtermoleculen en wordt uit de bestaande streng een nieuwe DNA-streng gesynthetiseerd door dNTPs aan het groeiende DNA toe te voegen.
Het DNA-polymerase heeft twee cruciale rollen bij de replicatie: 5′ tot 3′ exonuclease polymerase activiteit en 3′ tot 5′ exonuclease proofreading activiteit. Wanneer het polymerase zich aan het DNA bindt, voegt het nucleotide toe in de richting van 5′ naar 3′.
Gebeurt het bij een hogere temperatuur, dan is DNA-polymerase helaas niet geschikt voor een type replicatie dat Polymerase Chain Reaction (PCR) wordt genoemd. Taq DNA Polymerase speelt daarentegen een essentiële rol bij PCR.
Wat is Taq Polymerase?
Taq DNA Polymerase is een zeer thermostabiel recombinant DNA polymerase. Het is genoemd naar Thermus aquaticus, de warmtetolerante bacterie waaruit het zichzelf isoleert. Het molecuulgewicht van het Taq-polymerase is 94kD, en het amplificeert DNA tot 5kb met een elongatiesnelheid van 0,9-1,2kb/min bij 70-75°C.
Wat is Polymerase Chain Reaction (PCR)?
Polymerase Chain Reaction, of PCR, is een replicatietechniek waarbij in vitro (in een reageerbuis in plaats van een organisme) talrijke kopieën van een specifiek DNA-gebied worden gemaakt. PCR wordt gebruikt op verschillende gebieden van de biologie en de geneeskunde, waaronder moleculair biologisch onderzoek, medische diagnostiek, en ecologie.
PCR berust op Taq-polymerase, een thermostabiel DNA-polymerase. Het vereist ook DNA-primers die specifiek zijn ontworpen voor het DNA-gebied van belang, alsmede template-DNA en nucleotiden (DNA-bouwstenen).
In een PCR-reactie verzamel je de hoofdingrediënten in een buisje, samen met cofactoren die het enzym nodig heeft. De ingrediënten ondergaan herhaalde cycli van verhitting en afkoeling, waardoor uiteindelijk DNA wordt gesynthetiseerd.
Er zijn ook drie basisstappen die je moet volgen om PCR tot stand te brengen, waaronder:
- Denaturatie (96 °C): verhit de reactie sterk om de DNA-strengen te scheiden, of te denatureren.
- Uitgloeien (55-65 °C): Koelt de reactie af zodat de primers zich kunnen binden aan hun complementaire sequenties op het enkelstrengs template-DNA.
- Verlenging (72 °C): Verhoog de reactietemperatuur zodat Taq-polymerase de primers verlengt, waardoor nieuwe DNA-strengen worden gesynthetiseerd.
De cyclus herhaalt zich 25-35 keer in een typische PCR-reactie, die doorgaans 2-4 uur duurt, afhankelijk van de lengte van het DNA-gebied dat wordt gekopieerd. Als de reactie efficiënt is, kan het doelgebied van slechts één of enkele kopieën tot miljarden exemplaren gaan.
De rol van Taq Polymerase in PCR
Dankzij zijn sleutelrol in de synthese en amplificatie van nieuwe DNA-strengen is Taq DNA Polymerase essentieel voor de Polymerase Chain Reaction (PCR).
Net als andere DNA-polymerasen kan Taq Polymerase alleen DNA produceren als het een primer heeft, een korte sequentie van 20 nucleotiden die een startpunt vormt voor DNA-synthese. Het is echter ook een thermostabiel DNA-polymerase dat bij hogere temperaturen kan werken.
Taq DNA-polymerase is zeer efficiënt, zodat het volledig functioneel wordt wanneer het zijn optimale temperatuur bereikt. Het heeft ook een halfwaardetijd van meer dan twee uur (bij een temperatuur van 92 °C), een hoge amplificatiecapaciteit, en het vermogen om 150 nucleotiden per seconde toe te voegen.
Kies G-Biosciences voor uw PCR Essentials
Bij G-Biosciences bieden wij een verscheidenheid aan kits en producten voor uw PCR en Taq DNA Polymerase toepassingen. Om uw bestelling te plaatsen, bezoek onze website vandaag.