Polymerázová řetězová reakce, její podstata a oblasti použití

Polymerázová řetězová reakce (PCR) je metodamolekulární biologii, která umožňuje detekovat v biologickém materiálu malá množství deoxyribonukleové kyseliny (DNA), přesněji jejich určité fragmenty, a mnohokrát je množit. Pak jsou vizuálně identifikovány gelovou elektroforézou. Reakce byla vyvinuta v roce 1983 K. Mullisem a zařazena do seznamu vynikajících objevů posledních let.

Celá technika je založena na schopnostinukleových kyselin na sebe-replikaci, což se v tomto případě provádí uměle v laboratoři. replikace DNA, nemůže začít žádnou oblast molekuly, ale pouze v oblastech s konkrétní sekvencí nukleotidů - výchozích fragmentů. Aby začala polymerázová řetězová reakce, jsou potřebné primery (nebo sondy DNA). Jedná se o krátké fragmenty řetězce DNA s danou nukleotidovou sekvencí. Jsou komplementární (tj. Vhodné) s počátečními oblastmi vzorku DNA.

Samozřejmě, aby se vytvořily primery, vědci by mělike studiu sekvence nukleotidů nukleové kyseliny, která se účastní postupu. Tyto DNA sondy zajišťují specifičnost reakce a její iniciaci. Polymerázová řetězová reakce nefunguje, pokud ve vzorku není alespoň jedna molekula požadované DNA. Obecně platí, že výše uvedené primery, soubor nukleotidů, tepelně stabilní DNA polymeráza jsou potřebné pro provedení reakce. Posledně jmenovaný je enzym, katalyzátor pro syntézu nových molekul nukleových kyselin založených na vzorku. Všechny tyto látky, včetně biologického materiálu, v němž má být detekována DNA, jsou spojeny do reakční směsi (roztok). Je umístěn ve speciálním termostatu a provádí velmi rychlé vytápění a chlazení pro nastavený časový cyklus. Obvykle je 30-50 z nich.

Jak se tato reakce děje?

Její podstatou je, že během jednoho cykluprimery jsou připojeny k požadovaným oblastem DNA, po které se pod působením enzymu zdvojnásobí. Na základě výsledných řetězců DNA v následujících cyklech se syntetizují nové a nové identické fragmenty molekuly.

Polymerázová řetězová reakce probíhá postupně,jsou rozlišeny následující etapy. První se vyznačuje zdvojnásobením množství produktu během každého cyklu ohřevu a chlazení. Ve druhém stupni se reakce zpomaluje, protože enzym je poškozen a také ztrácí svou aktivitu. Kromě toho jsou zásoby nukleotidů a primerů vyčerpány. V poslední fázi - plošině - produkty se již nehromadí, protože činidla jsou u konce.

Kde se používá

Nepochybně nejširší použití polymerázyobjevila se řetězová reakce v medicíně a vědě. Používá se v obecné a soukromé biologii, veterinární medicíně, farmacie a dokonce i ekologii. Kromě toho se v tomto případě provádí monitorování kvality potravin a objektů vnějšího prostředí. Aktivně využívá polymerázovou řetězovou reakci v forenzní praxi k potvrzení otcovství a identifikaci identity člověka. Ve forenzním lékařském vyšetření, stejně jako v paleontologii, je tato technika často jedinou cestou ven, protože obvykle je k výzkumu k dispozici velmi malé množství DNA. Nepochybně velmi široká aplikace metody nalezené v praktické medicíně. Je zapotřebí v oblastech jako je genetika, infekční a onkologická onemocnění.