Le DNA polimerasi termostabili

Il Dr Mullis comprende che un limite determinante nella riuscita della reazione d’amplificazione è la distruzione tramite il calore dell’enzima DNA polimerasi che deve essere continuamente aggiunto durante ciascun ciclo del processo dato che non resiste alle alte temperature dei cicli di PCR . Infatti quando lui comincia gli esperimenti di PCR negli anni ’80, usa la DNA polimerasi estratta dal microrganismo E. coli, questo enzima però è tremolabile e viene distrutto a 94°C.
Un’altra rivoluzione avviene quindi alcuni anni dopo, con la scoperta del microrganismo termofilo Thermus aquaticus, il quale è in grado di vivere addirittura in sorgenti di acqua bollente. La polimerasi termoresistente di questi batteri, chiamata appunto Taq polimerasi, rimane attiva anche 94° C: basta quindi aggiungerla una volta sola, all’inizio della reazione.
Ora, in tutti i laboratori in cui vengono eseguite delle analisi di PCR su campioni di DNA, si usano degli enzimi DNA polimerasi termostabili.
La DNA polimerasi, isolata appunto dal batterio termofilo Thermus aquaticus, scoperto dalle sorgenti calde del Parco di Yellowstone, oggi viene prodotta attraverso la tecnica del DNA ricombinante in E. coli. In pratica si usano i batteri E. coli come produttori d’enzima Taq polimerasi grazie a manipolazioni genetiche che inducono E. coli a fabbricare l’enzima uguale a quello che Thermus aquaticus produce alle sue condizioni di vita estreme.

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