Doznajte kako DNA termički ciklor koristi lančanu reakciju polimeraze za kopiranje DNA lanaca. Specifični segmenti DNA pojačavaju se (kopiraju) u laboratoriju tehnikama lančane reakcije polimeraze (PCR) Encyclopædia Britannica, Inc. Pogledajte sve videozapise za ovaj članak
Lančana reakcija polimeraze (PCR) , tehnika koja se koristi za brzo i precizno izrađivanje brojnih kopija određenog segmenta DNA. Lančana reakcija polimeraze omogućuje istraživačima da dobiju velike količine DNA potrebne za razne eksperimente i postupke u molekularnoj biologiji, forenzičkim analizama, evolucijskoj biologiji i medicinskoj dijagnostici.
lančana reakcija polimeraze Proces lančane reakcije polimeraze u tri koraka. Encyclopædia Britannica, Inc.
PCR je 1983. godine razvio Kary B. Mullis, Amerikanac biokemičar koji je 1993. za svoj izum dobio Nobelovu nagradu za kemiju. Prije razvoja PCR-a, metode korištene za pojačavanje ili generiranje kopija, rekombinantna DNA fragmenti su bili dugotrajni i radno zahtjevni. Suprotno tome, stroj dizajniran za provođenje PCR reakcija može obaviti mnoge runde replikacije, stvarajući milijarde kopija fragmenta DNA, u samo nekoliko sati.
Tehnika PCR temelji se na prirodnim procesima koje stanica koristi za replikaciju novog lanca DNA. Za PCR je potrebno samo nekoliko bioloških sastojaka. The sastavni komponenta je DNA predloška - tj. DNA koja sadrži regiju za kopiranje, poput gena. Samo jedna molekula DNA može poslužiti kao predložak. Jedina informacija potrebna za replikaciju ovog fragmenta je slijed dviju kratkih regija nukleotida (podjedinica DNA) na oba kraja područja od interesa. Te dvije kratke sekvence predloška moraju biti poznate kako bi se mogle sintetizirati dvije početnice - kratki dijelovi nukleotida koji odgovaraju sekvencama predloška. Primeri se vežu ili žare s predloškom na njihovim komplementarnim mjestima i služe kao početna točka za kopiranje. Sinteza DNA na jednom primeru usmjerena je prema drugom, što rezultira replikacijom željenog interventnog slijeda. Također su potrebni slobodni nukleotidi koji se koriste za izgradnju novih DNA lanaca i DNA polimeraza, enzim koji vrši izgradnju sekvencijalnim dodavanjem slobodnih nukleotida prema uputama predloška.
PCR je postupak u tri koraka koji se provodi u ponovljenim ciklusima. Početni korak je denaturacija ili razdvajanje dvaju lanaca molekule DNA. To se postiže zagrijavanjem početnog materijala na temperature od oko 95 ° C (203 ° F). Svaki pramen je predložak na kojem se gradi novi pramen. U drugom koraku temperatura se smanjuje na oko 55 ° C (131 ° F), tako da se temeljni premazi mogu žariti na predlošku. U trećem koraku temperatura se povisuje na oko 72 ° C (162 ° F), a DNA polimeraza započinje dodavanjem nukleotida na krajeve žarenih početnica. Na kraju ciklusa, koji traje oko pet minuta, temperatura se povisuje i postupak započinje ponovno. Broj primjeraka udvostručuje se nakon svakog ciklusa. Obično 25 do 30 ciklusa stvara dovoljnu količinu DNA.
U izvornom PCR postupku jedan je problem bio što se DNA polimeraza morala nadopunjavati nakon svakog ciklusa, jer nije stabilna na visokim temperaturama potrebnim za denaturaciju. Ovaj je problem riješen 1987. godine otkrićem toplotno stabilne DNA polimeraze tzv Taq, enzim izoliran iz termofilne bakterije Thermus aquaticus , koji nastanjuje izvori vruće vode . Taq polimeraza je također dovela do izuma PCR stroja.
Budući da se DNK iz širokog spektra izvora može pojačati, tehnika je primijenjena na mnogim poljima. PCR se koristi za dijagnozu genetske bolesti i otkrivanje niske razine virusne infekcije. U sudskoj medicini koristi se za analizu sitnih tragova krvi i ostalog tkiva kako bi se darovatelj identificirao po njegovom genetskom otisku prsta. Tehnika se također koristi za pojačavanje fragmenata DNA pronađenih u očuvanim tkivima, poput one smrznutog vunastog mamuta starog 40 000 godina ili 7500 godina starog čovjeka pronađenog u treset knjiga.
Copyright © Sva Prava Pridržana | asayamind.com