Verižna reakcija s polimerazo, njeno bistvo in področja uporabe

Polimerazna verižna reakcija (PCR) je metoda molekularne biologije, ki omogoča odkrivanje majhnih količin v biološkem materialu deoksiribonukleinska kislina (DNA), natančneje, nekatere njegove fragmente in jih množiti večkrat. Nato se vizualno identificira z gelsko elektroforezo. Reakcijo je leta 1983 razvil K. Mullis in je bil vključen na seznam izjemnih odkritij zadnjih let.

Kakšni so mehanizmi PCR

Celotna tehnika temelji na zmožnosti nukleinskih kislin, da se sami ponovijo, kar se v tem primeru umetno izvaja v laboratoriju. Reprodukcija DNK se ne more začeti na nobenem področju molekule, temveč le na območjih z določenim zaporedjem nukleotidov - začetnih fragmentih. Za začetek verižne reakcije s polimerazo potrebujemo primere (ali sonde DNA). To so kratki delci verige DNA z danim nukleotidnim zaporedjem. Komplementarni so (t.j., ustrezni) začetnim območjem vzorčne DNA.

Seveda, za ustvarjanje pragov, morajo znanstveniki preučiti zaporedje nukleotidov, ki jih nukleinska kislina, ki sodeluje pri metodologiji. Te DNA sonde zagotavljajo specifičnost reakcije in njegovo začetek. Verižna reakcija s polimerazo ne bo šel, če v vzorcu ni vsaj ene molekule želene DNA. Na splošno so zgoraj omenjeni primerji, niz nukleotidov, toplotno stabilne DNA polimeraze, potrebni za izvedbo reakcije. Slednji je encim, katalizator za sintezo novih molekul nukleinske kisline na osnovi vzorca. Vse te snovi, vključno z biološkim materialom, v katerem je treba zaznati DNA, združimo v reakcijsko zmes (raztopino). Postavljen je v poseben termostat, ki se hitro in hitro ogreva za določen časovni cikel. Ponavadi jih je 30-50.

Kako gre ta reakcija?

Njegova bistvo je v tem, da so v enem ciklu prašiči pritrjeni na potrebne dele DNK, po kateri se pod delovanjem encima podvaja. Na podlagi nastalih DNK v naslednjih ciklusih se sinteze novih in novih identičnih fragmentov molekule.

Verižna reakcija s polimerazo dosledno se razlikujejo v naslednjih fazah. Za prvo je značilno podvojitev količine proizvoda med vsakim ciklusom ogrevanja in hlajenja. V drugi fazi se reakcija upočasni, ker je encim poškodovan in tudi izgubi svojo aktivnost. Poleg tega so zaloge nukleotidov in pragov zmanjšane. Na zadnji stopnji - na planoti - se proizvodi ne kopičijo več, ker so reagenti končani.

Kjer se uporablja

Nedvomno polimerazna verižna reakcija najde najširšo uporabo v medicini in znanosti. Uporablja se v splošni in zasebni biologiji, veterinarstvu, farmaciji in celo ekologiji. Poleg tega se v slednjem to naredi za spremljanje kakovosti hrane in predmetov zunanjega okolja. Aktivno uporabljena polimerazna verižna reakcija v forenzični praksi za potrditev očetovstva in prepoznavanje osebne identitete. V Ljubljani forenzični pregled, kot tudi v paleontologiji, je pogosto ta tehnika edini izhod, saj je ponavadi izredno majhna količina DNA na voljo za raziskave. Nedvomno je zelo široka uporaba metode, ki jo najdemo v praktični medicini. Potrebno je na področjih, kot so genetika, kužne in onkološke bolezni.