TaqポリメラーゼとDNAポリメラーゼの違いは何ですか？

TaqポリメラーゼとDNAポリメラーゼの主な違いは、Taqポリメラーゼが耐熱性DNAポリメラーゼであるのに対して、DNAポリメラーゼはDNA分子の合成を触媒する酵素であることです。

TaqポリメラーゼとDNAポリメラーゼは、DNA分子の合成を触媒する2種類の酵素です。

しかし、TaqポリメラーゼはPCRなどの体外系でのDNA合成を担い、DNAポリメラーゼは細胞内でのDNA合成を担っている。

Taqポリメラーゼとは

Taqポリメラーゼは、DNAのPCR増幅に使用される最も一般的なDNAポリメラーゼの一種です。

Taqポリメラーゼの最大の特徴は、耐熱性があることです。

95℃での半減期は40分です。

また、至適温度は72℃で、至適温度では1分間に2〜4キロ塩基を付加する。

広い温度範囲で活性があるため、Taqポリメラーゼはヌクレオチドを付加し、DNAとプライマーがあれば、ミスプライミングや伸長が起こる可能性がある。

図1：Taqポリメラーゼの模式図

さらに、Taqポリメラーゼの名前は、好熱性真正細菌であるサーマス・アクアティカス（Thermus aquaticus）に由来する。

T. aquaticusは温泉や熱水噴出孔に生息する細菌で、TaqポリメラーゼはPCRに必要なタンパク質変性条件（高温）に耐えられる酵素であることが確認された。

そこで、もともとPCRに使われていた大腸菌由来のDNAポリメラーゼに代わって、Taqポリメラーゼが使われるようになった。

DNAポリメラーゼは、細胞内でDNAの合成を行う酵素です。

DNAポリメラーゼの大きな特徴として、伸長する鎖に5′-3′方向のヌクレオチドが付加されること、合成の開始にRNAプライマー、つまり既存の3′-OH基が必要であることがあげられる。

一般に、真核生物には6種類のDNAポリメラーゼが存在し、それらは、DNAポリメラーゼα、β、γ、δ、ε、ζです。

しかし、DNA複製に関与するのは、α、δ、εポリメラーゼだけです。

他のDNAポリメラーゼはDNAの修復に関与する。

図2: DNAポリメラーゼ

また、原核生物に存在する主なDNAポリメラーゼには、DNAポリメラーゼI、II、III、IV、Vがあり、DNAポリメラーゼIは3′→5′と5′→3′の両方のエキソヌクレアーゼ活性を持っています。

また、DNAポリメラーゼIIは、3′→5′エキソヌクレアーゼ活性のみを有する。

一方、DNAポリメラーゼIIIホロ酵素は原核生物におけるDNA複製の主要な酵素です。

一方、DNAポリメラーゼIVは、非標的変異誘発に関与している。

DNAポリメラーゼVはDNAの修復に関与している。

Taqポリメラーゼは好熱菌Thermus aquaticusから抽出した熱安定性（耐熱性）DNAポリメラーゼ、DNAポリメラーゼは核酸分子という形でDNAの新しいコピーを形成する酵素の一種である。

通常、TaqポリメラーゼはT. aquaticusに、DNAポリメラーゼは原核生物に存在する。

Taq ポリメラーゼの至適温度は 72℃、DNA ポリメラーゼの至適温度は 37℃です。

Taqポリメラーゼは高温で活性化するが、DNAポリメラーゼは高温で活性化しない。

Taqポリメラーゼは1分間に2～4キロ塩基を付加し、DNAポリメラーゼは1秒間に15～20ヌクレオチドを付加する。

原核細胞でDNAを合成するDNAポリメラーゼに対し、TaqポリメラーゼはPCRに使用されます。

Taqポリメラーゼは、T. aquaticusに存在するDNAポリメラーゼIの耐熱性型です。

その至適温度は72℃です。

従って、このDNAポリメラーゼは耐熱性です。

しかし、DNAポリメラーゼは、原核生物の酵素で、細胞内でDNAを合成する役割を担っている。

その至適温度は37℃です。

従って、TaqポリメラーゼとDNAポリメラーゼの主な違いは、その至適温度です。