Polymerase chain reaction (PCR) är en metod för molekylärbiologi som gör att du kan detektera små mängder deoxiribonukleinsyra (DNA) i biologiskt material, närmare bestämt vissa fragment av det, och multiplicera dem många gånger om. De identifieras sedan visuellt genom gelelektrofores. Reaktionen utvecklades 1983 av K. Mullis och ingår i listan över enastående upptäckter under de senaste åren.
Vilka är mekanismerna för PCR
Hela tekniken bygger på nukleinsyrors förmåga att självreplikera, vilket i det här fallet utförs artificiellt i ett laboratorium. DNA-reproduktion får inte börja i någon region av molekylen, utan bara i regioner med en viss nukleotidsekvens - startfragment. För att polymeraskedjereaktionen ska starta behövs primrar (eller DNA-sonder). Dessa är korta fragment av en DNA-kedja med en given nukleotidsekvens. De är komplementära (dvs. motsvarande) till startregionerna av provets DNA.
Naturligtvis, för att skapa primers måste forskare studera nukleotidsekvensen för nukleinsyran som är involverad i tekniken. Det är dessa DNA-sonder som ger specificiteten för reaktionen och dess initiering. Polymeraskedjereaktionen kommer inte att gå om åtminstone en molekyl av det önskade DNA:t inte finns i provet. I allmänhet är ovanstående primrar, en uppsättning nukleotider, ett värmebeständigt DNA-polymeras nödvändiga för att reaktionen ska äga rum. Det senare är ett enzym - en katalysator för syntesen av nya nukleinsyramolekyler baserade på provet. Alla dessa ämnen, inklusive det biologiska materialet i vilket det är nödvändigt att detektera DNA, kombineras till en reaktionsblandning (lösning). Den är placerad i en speciell termostat som utför mycket snabb uppvärmning och kylning under en given tid - en cykel. Vanligtvis finns det 30–50.
Hur fungerar denna reaktion
Dess essens ligger i det faktum att under en cykel fästs primrarna till de önskade sektionerna av DNA, varefter det fördubblas under inverkan av enzymet. Baserat på de resulterande DNA-strängarna syntetiseras nya och nya identiska fragment av molekylen i efterföljande cykler.
Polymeraskedjereaktionen fortskrider sekventiellt, dess följande steg urskiljs. Den första kännetecknas av en fördubbling av mängden produkt under varje uppvärmnings- och kylningscykel. I det andra steget saktar reaktionen ner, eftersom enzymet skadas och dessutom tappar aktivitet. Dessutom är reserverna av nukleotider och primrar uttömda. I det sista skedet - en platå - ackumuleras inte längre produkter,eftersom reagenserna är slut.
Där den används
Utan tvekan finner polymeraskedjereaktionen den bredaste tillämpningen inom medicin och vetenskap. Det används inom allmän och privat biologi, veterinärmedicin, apotek och till och med ekologi. Dessutom gör de detta för att övervaka kvaliteten på livsmedelsprodukter och miljöobjekt. Polymeraskedjereaktionen används aktivt i rättsmedicinsk praxis för att bekräfta faderskap och identifiera en person. Inom krimin alteknik, såväl som inom paleontologi, är denna teknik ofta den enda utvägen, eftersom vanligtvis mycket lite DNA är tillgängligt för forskning. Naturligtvis har metoden fått en mycket bred tillämpning inom praktisk medicin. Det behövs inom områden som genetik, infektionssjukdomar och onkologiska sjukdomar.
