Polymerase kjedereaksjon (PCR) er en metode for molekylærbiologi som lar deg oppdage små mengder deoksyribonukleinsyre (DNA) i biologisk materiale, nærmere bestemt visse fragmenter av det, og multiplisere dem mange ganger. De blir deretter identifisert visuelt ved gelelektroforese. Reaksjonen ble utviklet i 1983 av K. Mullis og er inkludert i listen over fremragende funn de siste årene.
Hva er mekanismene for PCR
Hele teknikken er basert på nukleinsyrenes evne til å replikere seg selv, som i dette tilfellet utføres kunstig i et laboratorium. DNA-reproduksjon begynner kanskje ikke i noen region av molekylet, men bare i regioner med en viss nukleotidsekvens - startfragmenter. For at polymerasekjedereaksjonen skal starte, trengs primere (eller DNA-prober). Dette er korte fragmenter av en DNA-kjede med en gitt nukleotidsekvens. De er komplementære (dvs. korresponderende) til startregionene til prøvens DNA.
Selvfølgelig, for å lage primere, må forskere studere nukleotidsekvensen til nukleinsyren som er involvert i teknikken. Det er disse DNA-probene som gir spesifisiteten til reaksjonen og dens initiering. Polymerasekjedereaksjonen vil ikke gå hvis minst ett molekyl av ønsket DNA ikke finnes i prøven. Generelt er primerne ovenfor, et sett med nukleotider, en varmebestandig DNA-polymerase nødvendig for at reaksjonen skal finne sted. Sistnevnte er et enzym - en katalysator for syntese av nye nukleinsyremolekyler basert på prøven. Alle disse stoffene, inkludert det biologiske materialet der det er nødvendig å påvise DNA, kombineres til en reaksjonsblanding (løsning). Den er plassert i en spesiell termostat som utfører veldig rask oppvarming og avkjøling i en gitt tid - en syklus. Vanligvis er det 30–50.
Hvordan fungerer denne reaksjonen
Dens essens ligger i det faktum at i løpet av en syklus festes primerne til de ønskede delene av DNA, hvoretter den dobles under påvirkning av enzymet. Basert på de resulterende DNA-trådene, syntetiseres nye og nye identiske fragmenter av molekylet i påfølgende sykluser.
Polymerasekjedereaksjonen fortsetter sekvensielt, dens følgende stadier skilles. Den første er preget av en dobling av mengden produkt under hver oppvarmings- og avkjølingssyklus. I det andre trinnet bremses reaksjonen, da enzymet blir skadet og også mister aktivitet. I tillegg er reservene av nukleotider og primere utarmet. På det siste stadiet - et platå - samler det seg ikke lenger opp produkter,fordi reagensene er ute.
Hvor det brukes
Polymerasekjedereaksjonen finner utvilsomt den bredeste anvendelsen innen medisin og vitenskap. Den brukes i generell og privat biologi, veterinærmedisin, apotek og til og med økologi. Dessuten, i sistnevnte gjør de dette for å overvåke kvaliteten på matvarer og miljøobjekter. Polymerasekjedereaksjonen brukes aktivt i rettsmedisinsk praksis for å bekrefte farskap og identifisere en person. I rettsmedisin, så vel som i paleontologi, er denne teknikken ofte den eneste utveien, siden vanligvis svært lite DNA er tilgjengelig for forskning. Selvfølgelig har metoden funnet en meget bred anvendelse i praktisk medisin. Det er nødvendig på områder som genetikk, infeksjonssykdommer og onkologiske sykdommer.
