Faire des copies d'ADN nécessite des enzymes appelées ADN polymérases. Ces enzymes conservent un génome pendant la réplication. Avant les années 1960, les scientifiques n'avaient pas d'ADN polymérase thermostable à utiliser pour faire plus de copies d'ADN. En 1966, dans les sources thermales chaudes du parc national de Yellowstone aux États-Unis, Thomas D. Brock découvrit une bactérie, appelée thermophile, qui pouvait survivre à des températures extrêmement élevées et le nomma Thermus aquaticus. polymérase de cet organisme a été nommé Taq
polymérase.

Taq polymérase, la première polymérase d'ADN thermostable La PCR a été découverte en 1966. La PCR a transformé l'amplification de l'ADN, rendant le processus rapide et efficace. Cela révolutionnerait le clonage, les tests ADN, la médecine légale et la conception de médicaments.

Réaction en chaîne de la polymérase (PCR)

La réaction en chaîne de la polymérase (PCR) a été développée par le chimiste Kary Mullis dans les années 1980 signifie faire de nombreuses copies de fragments d'ADN. Les scientifiques ont réalisé que les ADN polymérases thermostables (thermostables) seraient nécessaires pour que la PCR fonctionne efficacement. La polymérase Taq, étant thermostable, s'est avérée idéale pour la PCR.

En PCR, un échantillon d'ADN est combiné avec des amorces, qui sont des séquences d'acides nucléiques qui amorcent la synthèse de l'ADN; Taq
polymérase; et les nucléotides triphosphates (dNTP). Ce mélange est placé dans des tubes à l'intérieur d'une machine PCR automatique. La combinaison est chauffée à 94 degrés Celsius, ce qui provoque le dénaturation ou le désaccouplement de l'ADN, et devient deux brins d'ADN simple brin (ADNsb). Le mélange est ensuite refroidi à 55 degrés C, point auquel les amorces s'hybrident à la partie de l'ADN qui doit être répliquée. La combinaison est chauffée à nouveau, mais à 72 degrés C, ce qui est la température idéale pour la polymérase Taq
utiliser les amorces pour faire de nouveaux brins d'ADN, et les réformes de l'hélice. Ce processus, qui se déroule en quelques minutes, est répété plusieurs fois pour créer des millions de copies d'ADN. La société Cetus Corporation a mis au point une machine de thermocyclage, ou thermocycleur, qui a accéléré le processus de chauffage et de refroidissement des échantillons. Finalement, plutôt que d'isoler la Taq polymérase de Thermus aquaticus
> cellules, le gène pol de cette bactérie a été isolé et cloné pour produire son génome dans les cellules Escherichia coli (E. coli)
. Alors que de nouvelles ADN polymérases thermostables ont été découvertes, la Taq
polymérase reste la norme pour la PCR.

Une révolution de la biologie moléculaire

La capacité d'utiliser un petit morceau d'ADN et de copier des millions de fois via la PCR a transformé la biologie moléculaire. Tester les antécédents génétiques et les défauts génétiques ne nécessite qu'un petit échantillon, mais il fournit de grandes quantités d'informations cruciales qui aident la recherche sur la médecine et l'ascendance. La PCR a également été utilisée pour détecter le VIH dans les cellules humaines, ouvrant ainsi le champ de l'épidémiologie aux avantages de l'amplification rapide de l'ADN. Les médecins légistes utilisent régulièrement la PCR, en isolant les preuves d'ADN provenant de mèches de cheveux ou de petits échantillons de sang, contribuant ainsi à la lutte contre le crime. Même les fossiles peuvent produire des fragments d'ADN qui peuvent être reproduits plusieurs fois, fournissant des informations sur l'évolution. La puissance de la polymérase Taq
thermostable a permis une avancée scientifique inestimable.