Polymerase-Kettenreaktion, gängige PCR-Enzyme

PCR (Polymerase-Kettenreaktion) ist eine Technik, die häufig zur In-vitro-Amplifikation von DNA-Molekülen verwendet wird, und PCR-Enzyme sind eine Schlüsselkomponente dieser Reaktion. Zu den Haupttypen von PCR-Enzymen gehören Taq-Polymerase, Pfu-Polymerase und Hot-Start-Varianten von Taq DNA-Polymerase.

Taq-Polymerase

Die Taq-Polymerase war eines der ersten PCR-Enzyme, das weit verbreitet war. Es wurde aus einem Bakterium namens Thermus aquaticus isoliert und weist eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit auf. Taq-Polymerase ist bei hohen Temperaturen stabil und eignet sich für Denaturierungs-, Annealing- und Verlängerungsschritte der PCR. Allerdings weist die Taq-Polymerase in Regionen mit hohem GC-Gehalt eine hohe Fehlerrate auf, da ihr die 3′-5′-Exonukleationskorrekturfunktion fehlt.

Pfu-Polymerase

Pfu-Polymerase wird aus thermophilen Cyanobakterien isoliert und weist im Vergleich zur Taq-Polymerase eine überlegene Hitzebeständigkeit auf. Es verfügt über eine 3′-5′-Exonukleotid-Korrekturfunktion, sodass es eine geringere Fehlerrate aufweist und genauere Amplifikationsprodukte generiert, wenn Regionen mit hohem GC-Gehalt amplifiziert werden.

Hot-Start-Varianten der Taq-DNA-Polymerase

Da die Taq-Polymerase bei höheren Temperaturen aktiviert werden muss, können zu Beginn der PCR-Reaktion unspezifische Produkte entstehen. Um dieses Problem zu lösen, wurden Hot-Start-PCR-Enzyme eingeführt, darunter eine bei niedrigen Temperaturen inaktive und bei hohen Temperaturen aktivierbare Variante. Dies trägt dazu bei, die Bildung unspezifischer Produkte in den frühen Stadien der PCR-Reaktion zu reduzieren und dadurch die Spezifität zu verbessern.

Da die Taq-Polymerase bei höheren Temperaturen aktiviert werden muss, können zu Beginn der PCR-Reaktion unspezifische Produkte erzeugt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurden Hot-Start-PCR-Enzyme eingeführt, darunter eine bei niedrigen Temperaturen inaktive und bei hohen Temperaturen aktivierbare Variante. Dies trägt dazu bei, die Bildung unspezifischer Produkte in den frühen Stadien der PCR-Reaktion zu reduzieren und dadurch die Spezifität zu verbessern.