2) Escherichia coli
3) Bacillus amyloliquefaciens
4) Thermus aquaticus (+)
Фермент Taq-полимераза был выделен из термофильной бактерии Thermus aquaticus, обитающей в горячих источниках. Это ДНК-зависимая ДНК-полимераза, сохраняющая активность при высоких температурах, необходимых для полимеразной цепной реакции (ПЦР). Принцип метода основан на циклическом разделении цепей ДНК при денатурации, присоединении праймеров и ферментативном удлинении новых цепей; термостабильность Taq-полимеразы позволяет проводить эти этапы многократно без добавления фермента после каждого цикла.
Название фермента связано с родовым названием бактерии и видом: Taq — сокращение от Thermus aquaticus. В современной лабораторной практике ген полимеразы часто клонируют и экспрессируют в клетках Escherichia coli, однако это не изменяет исходный биологический источник фермента. Для судебно-экспертных исследований Taq-полимераза имеет принципиальное значение при амплификации коротких тандемных повторов (STR) и других участков генома, используемых для идентификации личности и установления биологического родства.
| Признак | Характеристика |
|---|---|
| Биологический источник | Термофильная бактерия Thermus aquaticus, выделенная из горячих природных источников. |
| Тип фермента | Термостабильная ДНК-зависимая ДНК-полимераза, катализирующая синтез комплементарной цепи ДНК. |
| Рабочий температурный диапазон | Оптимальная активность обычно наблюдается примерно при 72 °C; фермент выдерживает повторные стадии нагревания при ПЦР. |
| Основная функция в ПЦР | Удлинение праймера в направлении 5′→3′ с использованием дезоксирибонуклеозидтрифосфатов. |
| Корректирующая активность | Классическая Taq-полимераза не обладает выраженной 3′→5′-экзонуклеазной proofreading-активностью, поэтому уступает высокоточными полимеразам по верности копирования. |
| Особенность продукта амплификации | Фермент часто добавляет неспаренный адениновый нуклеотид на 3′-конец ампликона, что используется при TA-клонировании. |
| Судебно-медицинское применение | Амплификация STR-маркеров, анализ малых и частично деградированных образцов ДНК, идентификация личности и исследование биологического родства. |
Таким образом, правильная идентификация источника основана на термофильных свойствах Thermus aquaticus и устойчивости его фермента к температурным циклам ПЦР. Escherichia coli может использоваться как организм-продуцент рекомбинантного фермента, но не является исходным источником Taq-полимеразы. В судебной генетике сочетание термостабильной амплификации и анализа STR обеспечивает получение идентификационного профиля даже из ограниченного количества биологического материала.