Desarrollo histórico de los amplificadores de PCR
La tecnología PCR fue inventada por Kary Mullis, y siete años después, en octubre de 1993, ganó el Premio Nobel de Química. La idea de Mullis era utilizar un método artificial, un método para repetir el mismo procedimiento, y utilizar una enzima especial llamada ADN polimerasa para amplificar fragmentos de ADN específicos.
La ADN polimerasa existe de forma natural en los organismos vivos y replica el ADN antes de la división celular. Cuando el ADN comienza a replicarse, la helicasa separa el ADN bicatenario en dos hebras simples. La ADN polimerasa se combina con las dos hebras individuales de ADN para formar hebras complementarias. En la reacción de PCR original de Mullis, se utilizó ADN polimerasa en experimentos in vitro. El ADN bicatenario se calienta a 96°C, lo que hace que el ADN bicatenario se separe en dos hebras simples. Pero a esta temperatura, la ADN polimerasa se destruye, por lo que se debe reponer nueva polimerasa después del paso de calentamiento de cada ciclo. La reacción de PCR original de Mullis fue extremadamente ineficiente, requirió mucho tiempo y ADN polimerasa, y requirió atención humana durante toda la reacción de PCR.
Posteriormente, la ADN polimerasa producida por la bacteria termófila Thermus Aquaticus mejoró esta ineficaz reacción de PCR. Debido a que la bacteria termófila vive en géiseres con temperaturas que alcanzan los 50 a 80 °C (122 a 176 °F), su ADN polimerasa es resistente al calor. Cuando se usa en reacciones de PCR, las altas temperaturas no pueden destruir esta ADN polimerasa, por lo que no es necesario agregar nuevas polimerasas constantemente, lo que hace que la reacción de PCR sea simple y operada por máquina.
La ADN polimerasa termoestable original provino de Thermus acuáticos, por eso se llamó Taq. La enzima Taq se utiliza ampliamente en las operaciones de PCR actuales. La desventaja de la enzima Taq es que carece de actividad exonucleasa correctora 3'-gt; 5', por lo que a veces se producen errores al copiar el ADN, lo que provoca mutaciones en la secuencia del ADN (errores). Tanto la enzima Pwo como la enzima Pfu obtenidas de arqueas tienen mecanismos de corrección que pueden reducir en gran medida las mutaciones en las reacciones de PCR. La combinación de Taq con Pfu garantiza una amplificación de ADN verdadera y precisa.