2) желудка молодых телят
3) мозговых оболочек
4) кишечной палочки
Правильный ответ — термофильная бактерия Thermus aquaticus, обитающая в горячих природных источниках. Из её клеток впервые выделили термостабильную ДНК-полимеразу, получившую название Taq-полимеразы. Фермент сохраняет каталитическую активность после многократного нагревания до 94–98 °C, необходимого для разделения цепей ДНК.
Термостабильность Taq-полимеразы стала основой полимеразной цепной реакции (ПЦР). В каждом цикле сначала происходит денатурация матричной ДНК, затем отжиг праймеров и синтез новых цепей преимущественно при температуре около 72 °C. После завершения цикла фермент не требуется добавлять заново, поэтому возможно экспоненциальное накопление специфического ампликона — участка ДНК, ограниченного праймерами.
В отличие от высокоточных полимераз, Taq-полимераза обычно не обладает выраженной 3′→5′-экзонуклеазной корректирующей активностью. Поэтому она удобна для рутинной амплификации и диагностики, но при клонировании или секвенировании фрагментов, где критична точность копирования, могут применяться ферменты с proofreading-активностью.
| Фермент | Источник или тип | Термостабильность | Корректирующая активность | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| Taq-полимераза | Thermus aquaticus | Высокая; оптимум около 72 °C | Отсутствует или минимальна | Стандартная ПЦР, скрининговые и диагностические тесты |
| Pfu-полимераза | Pyrococcus furiosus | Высокая | Выраженная 3′→5′-экзонуклеазная активность | Точная амплификация и клонирование ДНК |
| Q5-полимераза | Инженерный высокоточный фермент | Высокая | Выраженная proofreading-активность | Амплификация длинных и сложных фрагментов с низкой частотой ошибок |
| Кленовский фрагмент | ДНК-полимераза I Escherichia coli | Низкая; инактивируется при денатурации | Сохраняет 3′→5′-экзонуклеазную активность | Заполнение выступающих концов, синтез второй цепи ДНК |
| Обратная транскриптаза | РНК-содержащие вирусы или рекомбинантные системы | Зависит от фермента | Обычно отсутствует | Синтез кДНК на матрице РНК в ОТ-ПЦР |
| Горячестартовая Taq-полимераза | Модифицированная или антительная форма Taq | Высокая после активации | Как правило, отсутствует | Повышение специфичности ПЦР и снижение неспецифических продуктов |
Историческое выделение фермента из термофильного микроорганизма продемонстрировало возможность использования биологических систем, адаптированных к экстремальным температурам. В современной лабораторной практике Taq-полимеразу преимущественно получают рекомбинантным способом в клетках-продуцентах. Её применение особенно эффективно при анализе известных мишеней, когда скорость и устойчивость реакции важнее максимальной точности копирования. Для выявления редких вариантов, подготовки библиотек или прецизионного клонирования выбирают высокоточные полимеразы.