A polimeráz láncreakció (PCR) egy olyan molekuláris biológiai módszer, amellyel kis mennyiségű dezoxiribonukleinsav (DNS) kimutatható biológiai anyagban, pontosabban annak bizonyos fragmentumaiban, és sokszorosára megsokszorozható. Ezután vizuálisan azonosítják őket gélelektroforézissel. A reakciót 1983-ban fejlesztette ki K. Mullis, és szerepel az elmúlt évek kiemelkedő felfedezéseinek listáján.
Melyek a PCR mechanizmusai
Az egész technika a nukleinsavak önreprodukciós képességén alapul, amelyet ebben az esetben mesterségesen, laboratóriumban hajtanak végre. A DNS-reprodukció nem kezdődhet meg a molekula egyetlen régiójában sem, hanem csak bizonyos nukleotidszekvenciájú régiókban - kiindulási fragmentumok. Ahhoz, hogy a polimeráz láncreakció beinduljon, primerekre (vagy DNS-próbákra) van szükség. Ezek egy adott nukleotidszekvenciával rendelkező DNS-lánc rövid fragmentumai. Komplementerek (azaz megfelelnek) a minta DNS-ének kiindulási régióinak.
Természetesen a primerek létrehozásához a tudósoknak meg kell vizsgálniuk a technikában érintett nukleinsav nukleotidszekvenciáját. Ezek a DNS-próbák biztosítják a reakció specifitását és annak beindítását. A polimeráz láncreakció nem megy végbe, ha a kívánt DNS legalább egy molekulája nem található a mintában. Általánosságban elmondható, hogy a fenti primerek, egy sor nukleotid, egy hőálló DNS-polimeráz szükséges a reakció végbemeneteléhez. Ez utóbbi egy enzim - a minta alapján új nukleinsavmolekulák szintézisének katalizátora. Mindezeket az anyagokat, beleértve a biológiai anyagokat is, amelyekben a DNS kimutatása szükséges, reakcióelegybe (oldatba) egyesítik. Speciális termosztátba van helyezve, amely adott ideig - cikluson keresztül - nagyon gyors fűtést és hűtést végez. Általában 30-50.
Hogyan működik ez a reakció
Lényege abban rejlik, hogy egy ciklus alatt a primerek a DNS kívánt szakaszaihoz kapcsolódnak, majd az enzim hatására megkétszereződik. A kapott DNS-szálak alapján a molekula új és új, azonos fragmentumai szintetizálódnak a következő ciklusokban.
A polimeráz láncreakció szekvenciálisan megy végbe, a következő szakaszokat különböztetjük meg. Az elsőt a termék mennyiségének megduplázódása jellemzi minden egyes fűtési és hűtési ciklus során. A második szakaszban a reakció lelassul, mivel az enzim károsodik és aktivitása is csökken. Ezenkívül a nukleotidok és primerek tartalékai kimerülnek. Az utolsó szakaszban - egy fennsíkon - a termékek már nem halmozódnak fel,mert a reagensek kifogytak.
Hol használják
Kétségtelenül a polimeráz láncreakció a legszélesebb körben alkalmazható az orvostudományban és a tudományban. Használják az általános és magánbiológiában, az állatgyógyászatban, a gyógyszerészetben és még az ökológiában is. Sőt, az utóbbiban ezt az élelmiszerek és a környezeti tárgyak minőségének ellenőrzésére teszik. A polimeráz láncreakciót aktívan használják a törvényszéki gyakorlatban az apaság megerősítésére és egy személy azonosítására. A kriminalisztika és a paleontológia terén gyakran ez a technika az egyetlen kiút, mivel általában nagyon kevés DNS áll rendelkezésre a kutatáshoz. Természetesen a módszer igen széles körű alkalmazásra talált a gyakorlati gyógyászatban. Olyan területeken van rá szükség, mint a genetika, a fertőző betegségek és az onkológiai betegségek.
