Voor het maken van kopieën van DNA zijn enzymen nodig die DNA-polymerasen worden genoemd. Deze enzymen behouden een genoom tijdens replicatie. Vóór de jaren zestig hadden wetenschappers geen hittestabiele DNA-polymerase om meer kopieën van DNA te maken. In 1966 ontdekte Thomas D. Brock in de bruisende warmwaterbronnen van Yellowstone National Park een bacterie, een thermofiel genaamd, die bij extreem hoge temperaturen zou kunnen overleven, en noemde het Thermus aquaticus.
De geïsoleerde polymerase van dit organisme werd Taq en polymerase genoemd.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Taq polymerase, de eerste hittestabiele DNA-polymerase voor PCR, werd ontdekt in 1966. PCR transformeerde DNA-amplificatie, waardoor het proces snel en efficiënt werd. Dit zou een revolutie teweegbrengen in het klonen, DNA-testen, forensisch onderzoek en geneeskundeontwerp.
Polymerase Chain Reaction (PCR)

De polymerase-kettingreactie (PCR) werd ontwikkeld door chemicus Kary Mullis in de jaren 1980, als een middel om veel exemplaren van DNA-fragmenten. Wetenschappers realiseerden zich dat thermostabiele (hittestabiele) DNA-polymerasen nodig zouden zijn om PCR efficiënt te laten werken. Taq
polymerase, zijnde thermostabiel, bleek ideaal voor PCR.

Bij PCR wordt een DNA-monster gecombineerd met primers, die nucleïnezuursequenties zijn die DNA-synthese starten; Taq
polymerase; en nucleotide trifosfaten (dNTP's). Dit mengsel wordt in buizen in een geautomatiseerde PCR-machine geplaatst. De combinatie wordt verwarmd tot 94 graden Celsius, wat ervoor zorgt dat het DNA denatureert of afloopt, en wordt twee enkelstrengige DNA (ssDNA) strengen. Het mengsel wordt vervolgens afgekoeld tot 55 graden C, op welk punt de primers hechten aan het deel van het DNA dat moet worden gerepliceerd. De combinatie wordt opnieuw verwarmd, maar tot 72 graden C, wat de ideale temperatuur is voor Taq
polymerase om de primers te gebruiken om nieuwe DNA-strengen te maken, en de helixhervormingen. Dit proces, dat in minuten plaatsvindt, wordt vele malen herhaald om miljoenen exemplaren van DNA-stukken te maken. De Cetus Corporation heeft een thermocyclische machine of thermocycler ontwikkeld die het verwarmen en afkoelen van de monsters versnelde.

Uiteindelijk, in plaats van Taq
polymerase te isoleren uit Thermus aquaticus
cellen, het pol
gen van die bacterie werd geïsoleerd en gekloond om zijn genoom te produceren in Escherichia en coli (E. coli)
cellen. Hoewel nieuwere thermostabiele DNA-polymerasen zijn ontdekt, blijft Taq en polymerase de standaard voor PCR.
Een revolutie in moleculaire biologie

De mogelijkheid om een klein stukje DNA te gebruiken en het miljoenen te kopiëren keer via PCR heeft de moleculaire biologie getransformeerd. Testen op genetische achtergronden en genetische defecten vereist slechts een kleine steekproef, maar het levert enorme hoeveelheden cruciale informatie op die geneeskunde en vooroudersonderzoek ondersteunen. PCR werd ook gebruikt om HIV in menselijke cellen te detecteren, waardoor het gebied van epidemiologie werd opengesteld voor de voordelen van snelle DNA-amplificatie. Forensische wetenschappers gebruiken regelmatig PCR, isoleren DNA-bewijsmateriaal van haarstrengen of kleine bloedmonsters en helpen zo bij het bestrijden van criminaliteit. Zelfs fossielen kunnen fragmenten van DNA opleveren die vele malen kunnen worden gerepliceerd en informatie over evolutie verschaffen. De kracht van hittebestendig Taq
polymerase heeft geleid tot een enorme en onbetaalbare vooruitgang in de wetenschap.