Polymerasekædereaktion, dens natur og anvendelse

Polymerase-kædereaktion (PCR) er en metode til molekylærbiologi, som gør det muligt at detektere små mængder deoxyribonukleinsyre (DNA) i bestemte biografier af visse fragmenter deraf og multiplicere dem mange gange. De identificeres derefter visuelt ved gelelektroforese. Reaktionen blev udviklet i 1983 af K. Mullis og er inkluderet i listen over fremragende opdagelser fra de seneste år.

Hvad er mekanismerne af PCR

Hele teknikken er baseret på nukleinsyrernes evne til selvreplikation, hvilket i dette tilfælde udføres kunstigt i laboratoriet. Reproduktion af DNA kan ikke begynde på noget område af molekylet, men kun i områder med en bestemt sekvens af nukleotider - udgangsfragmenter. For at polymerasekædereaktionen skal starte, er der brug for primere (eller DNA-prober). Disse er korte fragmenter af en DNA-kæde med en given nukleotidsekvens. De er komplementære (dvs. passende) startregioner af prøve-DNA'et.

For at skabe primere skal naturligvis naturligvis studere nukleotidsekvensen af den nukleinsyre, der deltager i teknikken. Det er disse DNA-prober, der sikrer reaktionens specificitet og dets initiering. En polymerasekædereaktion forekommer ikke , hvis der ikke er mindst et molekyle af det ønskede DNA i prøven. Generelt er ovennævnte primere, et sæt nukleotider, en termisk stabil DNA-polymerase nødvendige for at udføre reaktionen. Sidstnævnte er et enzym, en katalysator til syntese af nye nukleinsyremolekyler baseret på en prøve. Alle disse stoffer, herunder biologisk materiale, hvori DNA skal detekteres, kombineres i en reaktionsblanding (opløsning). Den er placeret i en speciel termostat, som udfører sin meget hurtige opvarmning og afkøling i en given tidscyklus. Normalt er der 30-50 af dem.

Hvordan går denne reaktion?

Dens essens ligger i, at primere i løbet af en cyklus er knyttet til de nødvendige dele af DNA, hvorefter det fordobles under enzymets virkning. Baseret på de resulterende DNA-tråde i de efterfølgende cykler syntetiseres nye og nye identiske fragmenter af molekylet.

Polymerasekædereaktionen fortsætter i rækkefølge, de følgende trin isoleres. Den første er kendetegnet ved en fordobling af mængden af produktet under hver opvarmning og kølecyklus. I anden fase sænkes reaktionen, fordi enzymet er beskadiget og også mister sin aktivitet. Derudover er lagrene af nukleotider og primere udtømt. I sidste fase - plateauet - produkterne ophobes ikke længere, fordi reagenserne er forbi.

Hvor den bruges

Polymerasekædereaktion er utvivlsomt meget anvendt inden for medicin og videnskab. Det bruges generelt og privat biologi, veterinærmedicin, apotek og endda økologi. Desuden er det i sidstnævnte gjort for at overvåge kvaliteten af fødevarer og genstande af det ydre miljø. Aktivt anvendt polymerasekædereaktion i retsmedicinsk praksis for at bekræfte faderskab og identificere en persons personlighed. I retsmedicinsk undersøgelse såvel som i paleontologi er denne teknik ofte den eneste vej ud, da der normalt er en ekstrem lille mængde DNA til rådighed for forskning. Utvivlsomt en meget bred anvendelse af metoden, der findes i praktisk medicin. Det er nødvendigt inden for områder som genetik, infektiøse og onkologiske sygdomme.