Co je to polymerázová řetězová reakce?
Polymerázová řetězová reakce (PCR) používá enzymy k hmotnostní replikaci části řetězce kyseliny deoxyribonukleové (DNA) pro snadnější analýzu, jako je hledání zájmu genů. Stejně jako reakce jaderného řetězce je i polymerázová řetězová reakce exponenciálním procesem, který probíhá, pokud jsou k dispozici suroviny pro udržení reakce. Na rozdíl od replikace DNA v přírodním světě může polymerázová řetězová reakce replikovat pouze poměrně malé kousky DNA, s horním stropem asi 2-3 kilových párů bází (KB). Polymerázová řetězová reakce používá neživé enzymy k dosažení svého replikačního účinku a odlišuje ji od jiných přístupů kopírování, které používají aktivní organismy. tepelný cyklir. TheTermal Cycler často drží více zkušebních zkumavek s více polymerázovými řetězovými reakcemi, z nichž každý drží 15 až 100 mikrolitrů, hodnoty těsně pod kubickým milimetrem vody. Používá se asi sto nanogramů DNA základny.
TAQ polymeráza, klíčová složka pro polymerázovou řetězovou reakci, je extrahována z hluboké bakterie tepelného větrání, Thermus Aquaticus . Funguje to dobře pro kopírování, ale ne dokonale, přičemž se chystá chyba asi jednou za 8 milionů párů základních párů. Před TAQ polymerázou byly použity další polymerázy, ale mnoho z nich se rozpadlo při nezbytných teplotách pro zahájení reakce. Vytápěcí cyklus je komplikovaný, ale zahrnuje teploty krátce v rozmezí téměř až po bod varu, takže je nezbytná trvanlivost v polymeráze.
Základní kroky polymerázové řetězové reakce jsou následující. Všechny ingredience jsou smíchány dohromadyMalá lahvička, obvykle s objemem 200 mikrogramů. Směs se zahřívá na blízkém bodu varu, aby se rozbila vodíková vazby v párové DNA a vytvářela jednotlivé prameny, které jsou náchylné k kopírování. Tomu se nazývá denaturace . Čím déle je zkopírován pramen, tím delší proces denaturace trvá.
Další krok v polymerázové řetězové reakci se nazývá žíhání . Primery, které jsou vyrobeny na zakázku, krátké prameny DNA, jsou navrženy speciálně pro připojení k místům na začátku a na konci segmentu, které mají být zkopírovány. Pokud jsou primery nesprávně navrženy nebo je teplota v této fázi nesprávná, primer se náhodně váže na DNA, což povede k nesprávné kopii segmentu. Většina primerů se roztaví asi dvě třetiny cesty do bodu varu a žíhání, 1-2 minutový proces, probíhá při několika stupních pod tímto.
Poslední kroky v polymerázové řetězové reakci se nazývají prodloužení a konečné prodloužení . To je whK magii se stane. Polymeráza rychle kopíruje segment DNA a za pouhých minut vytváří miliony a miliony kopií. Obvykle se cyklus skládá ze všech předchozích kroků, opakovaných asi dvacet nebo třicetkrát.
Výsledkem je banda zkopírované DNA. Reakce řetězu polymerázy mají řadu použití, včetně testování otcovství, určování přítomnosti nebo nepřítomnosti genetické defektu nebo virové DNA, klonování genů, zavádění specifických mutací, analýzu DNA vyhynulých druhů nebo mrtvých osob, „genetickým prstům“ na místě činu a více.
.