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Mullis最初使用的DNA聚合酶是大腸桿菌 DNA 聚合酶 I 的Klenow片段，其缺點(diǎn)是：

①Klenow酶不耐高溫， 90℃會(huì )變性失活，每次循環(huán)都要重新加。

②引物鏈延伸反應在37℃下進(jìn)行，容易發(fā)生模板和引物之間的堿基錯配，其PCR產(chǎn)物特異性較差，合成的DNA片段不均一。此種以Klenow酶催化的PCR技術(shù)雖較傳統的基因擴增具備許多突出的優(yōu)點(diǎn)，但由于Klenow酶不耐熱，在DNA模板進(jìn)行熱變性時(shí)，會(huì )導致此酶鈍化，每加入一次酶只能完成一個(gè)擴增反應周期，給PCR技術(shù)操作程序添了不少困難。這使得PCR技術(shù)在一段時(shí)間內沒(méi)能引起生物醫學(xué)界的足夠重視。

1988年初，Keohanog改用T4 DNA聚合酶進(jìn)行PCR，其擴增的DNA片段很均一，真實(shí)性也較高，只有所期望的一種DNA片段。但每循環(huán)一次，仍需加入新酶。

1988年Saiki 等從溫泉中分離的一株水生嗜熱桿菌thermus aquaticus 中提取到一種耐熱DNA聚合酶。 此酶具有以下特點(diǎn)：①耐高溫，在70℃下反應2h后其殘留活性大于原來(lái)的90%，在93℃下反應2h后其殘留活性是原來(lái)的60%，在95℃下反應2h后其殘留活性是原來(lái)的40%。②在熱變性時(shí)不會(huì )被鈍化，不必在每次擴增反應后再加新酶。③大大提高了擴增片段特異性和擴增效率，增加了擴增長(cháng)度2.0Kb。由于提高了擴增的特異性和效率，因而其靈敏性也大大提高。為與大腸桿菌多聚酶IKlenow片段區別，將此酶命名為T(mén)aqDNA多聚酶Taq DNAPolymerase。此酶的發(fā)現使PCR廣泛的被應用。