Polymeraasiketjureaktio, sen olemus ja sovellukset

Polymeraasiketjureaktio, sen olemus ja sovellukset
Polymeraasiketjureaktio, sen olemus ja sovellukset
Anonim

Polymeraasiketjureaktio (PCR) on molekyylibiologian menetelmä, jonka avulla voit havaita pieniä määriä deoksiribonukleiinihappoa (DNA) biologisesta materiaalista, tarkemmin sanoen tietyistä sen fragmenteista, ja moninkertaistaa ne. Sitten ne tunnistetaan visuaalisesti geelielektroforeesilla. K. Mullis kehitti reaktion vuonna 1983, ja se sisältyy viime vuosien merkittävien löytöjen luetteloon.

polymeraasiketjureaktio
polymeraasiketjureaktio

Mitkä ovat PCR:n mekanismit

Koko tekniikka perustuu nukleiinihappojen kykyyn replikoitua itsestään, mikä tässä tapauksessa suoritetaan keinotekoisesti laboratoriossa. DNA:n lisääntyminen ei saa alkaa miltä tahansa molekyylin alueelta, vaan vain alueilla, joilla on tietty nukleotidisekvenssi - lähtöfragmentit. Jotta polymeraasiketjureaktio voisi alkaa, tarvitaan alukkeita (tai DNA-koettimia). Nämä ovat lyhyitä fragmentteja DNA-ketjusta, jolla on tietty nukleotidisekvenssi. Ne täydentävät (eli vastaavat) näytteen DNA:n aloitusalueita.

PCR-polymeraasiketjureaktio
PCR-polymeraasiketjureaktio

Tietenkin alukkeiden luomiseksi tiedemiesten on tutkittava tekniikkaan osallistuvan nukleiinihapon nukleotidisekvenssi. Juuri nämä DNA-koettimet tarjoavat reaktion spesifisyyden ja sen alkamisen. Polymeraasiketjureaktio ei mene, jos näytteestä ei löydy vähintään yhtä molekyyliä halutusta DNA:sta. Yleensä edellä mainitut alukkeet, nukleotidisarja ja lämmönkestävä DNA-polymeraasi ovat välttämättömiä reaktion tapahtumiseksi. Jälkimmäinen on entsyymi - katalyytti uusien nukleiinihappomolekyylien synteesille näytteen perusteella. Kaikki nämä aineet, mukaan lukien biologinen materiaali, josta on tarpeen havaita DNA, yhdistetään reaktioseokseksi (liuokseksi). Se asetetaan erityiseen termostaattiin, joka lämmittää ja jäähdyttää erittäin nopeasti tietyn ajan - syklin. Yleensä niitä on 30-50.

Kuinka tämä reaktio toimii

Sen olemus on siinä, että yhden syklin aikana alukkeet kiinnittyvät haluttuihin DNA-osiin, minkä jälkeen se kaksinkertaistuu entsyymin vaikutuksesta. Saatujen DNA-säikeiden perusteella syntetisoidaan uusia ja uusia identtisiä molekyylin fragmentteja seuraavissa sykleissä.

polymeraasiketjureaktio
polymeraasiketjureaktio

Polymeraasiketjureaktio etenee peräkkäin, sen seuraavat vaiheet erotetaan toisistaan. Ensimmäiselle on ominaista tuotteen määrän kaksinkertaistuminen jokaisen lämmitys- ja jäähdytysjakson aikana. Toisessa vaiheessa reaktio hidastuu, koska entsyymi vaurioituu ja myös menettää aktiivisuutta. Lisäksi nukleotidi- ja alukevarat ovat lopussa. Viimeisessä vaiheessa - tasangolla - tuotteet eivät enää kerry,koska reagenssit ovat loppuneet.

Missä sitä käytetään

Epäilemättä polymeraasiketjureaktiolla on laajin sovellus lääketieteessä ja tieteessä. Sitä käytetään yleisessä ja yksityisessä biologiassa, eläinlääketieteessä, apteekissa ja jopa ekologiassa. Lisäksi jälkimmäisessä he tekevät tämän seuratakseen elintarvikkeiden ja ympäristöesineiden laatua. Polymeraasiketjureaktiota käytetään aktiivisesti oikeuslääketieteellisessä käytännössä isyyden vahvistamiseen ja henkilön tunnistamiseen. Oikeuslääketieteessä, kuten myös paleontologiassa, tämä tekniikka on usein ainoa ulospääsy, koska DNA:ta on yleensä saatavilla tutkimukseen hyvin vähän. Menetelmä on luonnollisesti löytänyt erittäin laajan sovelluksen käytännön lääketieteessä. Sitä tarvitaan sellaisilla aloilla kuin genetiikka, tartuntataudit ja onkologiset sairaudet.

Suositeltava: