Hvad er en polymerasekædereaktion?
Polymerasekædereaktionen (PCR) bruger enzymer til at masse replikere en del af en deoxyribonukleinsyre (DNA) -streng til lettere analyse, såsom at søge efter gener af interesse. Ligesom den nukleare kædereaktion er polymerasekædereaktionen en eksponentiel proces, der fortsætter, så længe råmaterialerne til opretholdelse af reaktionen er tilgængelige. I modsætning til DNA-replikation i den naturlige verden, kan polymerasekædereaktionen kun replikere temmelig små stykker DNA med et øverste loft på ca. 2-3 kilo basepar (KB). A polymerase chain reaction uses inanimate enzymes to accomplish its replication effect, setting it apart from other copying approaches that use active organisms.
A modern polymerase chain reaction requires six basic components to work: the DNA segment to be copied, primers to delimit the segment, Taq polymerase to do the copying, DNA nucleotides to serve as feedstock, a chemical buffer Miljø og en maskine kaldet en termisk cykler. DeTermisk cykler har ofte flere reagensglas med flere polymerasekædereaktioner, der hver har 15 til 100 mikroliter, værdier lige under en kubik millimeter vand. Omkring hundrede nanogrammer af DNA -base bruges.
TAQ-polymerase, den vigtigste ingrediens til en polymerasekædereaktion, ekstraheres fra en dybhav, termisk udluftningsbakterie, Thermus aquaticus . Det fungerer godt til kopiering, men ikke perfekt, begår en fejl omkring en gang hver 8 millioner basepar. Før TAQ -polymerase blev andre polymeraser anvendt, men mange af dem brød sammen ved de nødvendige temperaturer for reaktionen for at begynde. Opvarmningscyklussen er kompliceret, men inkluderer temperaturer, der kort spænder næsten hele vejen til kogepunktet, så holdbarheden i polymerasen er vigtig.
De grundlæggende trin i polymerasekædereaktionen er som følger. Alle ingredienserne blandes sammen i enLille hætteglas, normalt med et volumen på 200 mikrogram. Blandingen opvarmes til næsten kogepunkt for at bryde brintbindingerne i det parstrengede DNA, hvilket skaber enkeltstrenge, der er modtagelige for kopiering. Dette kaldes denaturering . Jo længere strenden, der skal kopieres, jo længere er denatureringsprocessen varer.
Det næste trin i polymerasekædereaktionen kaldes udglødning . Primerne, der er skræddersyede, korte DNA-strenge, er specifikt designet til at binde til steder i begyndelsen og slutningen af det segment, der skal kopieres. Hvis primere er forkert designet, eller temperaturen på dette trin er forkert, vil primeren binde tilfældigt til DNA'et, hvilket resulterer i den forkerte segmentkopi. De fleste primere smelter på cirka to tredjedele af vejen til kogepunktet, og annealing, en 1-2 minutters proces, finder sted på et par grader under dette.
De sidste trin i polymerasekædereaktionen kaldes udvidelse og endelig udvidelse . Dette er whDer sker magien. Polymerasen kopierer DNA -segmentet hurtigt, hvilket skaber millioner og millioner af kopier på få minutter. Normalt består en cyklus af alle de foregående trin, gentaget omkring tyve eller tredive gange.
Resultatet er en flok kopieret DNA. Polymerasekædereaktioner har en række anvendelser, herunder faderskabstest, bestemmelse af tilstedeværelsen eller fraværet af en genetisk defekt eller viralt DNA, kloning af et gen, indfører specifikke mutationer, analyse af DNA for uddøde arter eller døde personer, "genetisk fingeraftryk" på kriminalitetsscenen og mere.
DNA