La PCR utiliza ciclos de calentamiento y enfriamiento para desnaturalizar las hebras, lo que requiere polimerasas de ADN termoestables especiales. En una célula, durante la replicación, Helicase desenrolla el ADN sin necesidad de calor. ¿Se puede usar Helicase en lugar del ciclo de calor para lograr ADN monocatenario? ¿Eliminaría eso la necesidad de ciclos de calor y, por lo tanto, polimerasas termoestables especiales?
Editado después de las aclaraciones en cuestión,
Comencemos con las funciones normales de ambas enzimas. Las helicasas separan las cadenas de ADN mientras que la polimerasa sintetiza las cadenas de ADN como se muestra en la siguiente figura. (Fuente de la imagen: Wikimedia Commons )
Mira esta animación, despejará tus dudas sobre el funcionamiento. Sin embargo, la ARN polimerasa tiene ambas actividades.
En las células, se requiere la acción de la helicasa para separar las hebras de ADN. Después de eso, solo la polimerasa puede actuar. Durante la PCR, la separación de las hebras se realiza aumentando la temperatura. Este proceso se llama fusión del ADN . Esta temperatura es generalmente muy alta, alrededor a dependiendo de su secuencia. A esta temperatura, muchas proteínas no funcionarán, por lo que necesita polimarasa termoestable. Hace unos 40 años, se descubrió una enzima de este tipo a partir de extremófilos ( Chien et al 1976 ). Ahora está disponible comercialmente como Taq polimerasa . Estas enzimas son proteínas recombinantes con algunas mutaciones que también han aumentado su rendimiento y estabilidad ( Villbrandt et al 1997 ).
Ahora llegando a su pregunta principal ( que creo que entendí correctamente esta vez ).
El concepto sobre el que pregunta ya se ha probado con éxito en la detección de ARN. Los investigadores han utilizado la " amplificación dependiente de helicasa termófila de transcripción inversa isotérmica " ( Goldmeyer et al 2007 ). Usaron no solo helicasa sino también transcriptasa inversa (porque estaban detectando ARN). La siguiente imagen (tomada del paper) muestra los principales pasos de este proceso. Los círculos indican ADN polimerasa, los cuadrados indican transcriptasa inversa y los triángulos indican helicasa.
Citando del artículo (las viñetas son mías),
Las flechas indican cebadores específicos, los círculos indican ADN polimerasa, los cuadrados indican transcriptasa inversa y los triángulos indican helicasa. La primera cadena de cDNA es sintetizada primero por una transcriptasa inversa
- (pasos 1 y 2). Los híbridos de ARN-ADN de la transcripción inversa luego se separan mediante helicasas UvrD que generan plantillas de ADN y ARN monocatenario (ss).
- (pasos 3 y 4). El ssRNA entra en la siguiente ronda de reacción de RT
- (paso 5-a) generando más ADNc de primera cadena. El ssDNA fue convertido en ADN de doble cadena por la ADN polimerasa.
- (paso 5-b) y amplificado simultáneamente en la reacción de tHDA
- (pasos 6 a 9). Este proceso se repite para lograr la amplificación exponencial de la secuencia diana de ARN.
Se han desarrollado tecnologías de amplificación isotérmica de ADN. No necesita ciclos térmicos para amplificar fragmentos de ADN por este método.
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