¿Qué es una reacción en cadena de la polimerasa?
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utiliza enzimas para replicar una porción de una cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN) para un análisis más fácil, como buscar genes de interés. Al igual que la reacción en la cadena nuclear, la reacción en cadena de la polimerasa es un proceso exponencial que procede siempre que las materias primas para mantener la reacción estén disponibles. A diferencia de la replicación del ADN en el mundo natural, la reacción en la cadena de la polimerasa solo puede replicar piezas de ADN bastante pequeñas, con un techo superior de aproximadamente 2-3 kilo de pares de bases (KB). Una reacción en cadena de la polimerasa utiliza enzimas inanimadas para lograr su efecto de replicación, lo que lo distingue de otros enfoques de copia que usan organismos activos.
Una reacción moderna de la cadena de la polimerasa requiere seis componentes básicos para trabajar: el segmento de ADN para ser copiados, cebadores para delimitar el segmento de la polimerasa Taq para hacer la copia de ANN llamado ciclador térmico. ElEl ciclador térmico a menudo contiene múltiples tubos de ensayo con múltiples reacciones de cadena de polimerasa, cada una con 15 a 100 microlitros, valores justo bajo un milímetro cúbico de agua. Se usan alrededor de cien nanogramos de base de ADN.
Taq polimerasa, el ingrediente clave para una reacción en cadena de la polimerasa, se extrae de una bacteria de ventilación térmica de aguas térmicas, Thermus acuaticus . Funciona bien para copiar, pero no perfectamente, cometiendo un error sobre una vez cada 8 millones de pares de bases. Antes de Taq polimerasa, se usaron otras polimerasas, pero muchas de ellas se rompieron a las temperaturas necesarias para que comience la reacción. El ciclo de calentamiento es complicado, pero incluye temperaturas que van brevemente casi hasta el punto de ebullición, por lo que la durabilidad en la polimerasa es esencial.
Los pasos básicos de la reacción en cadena de la polimerasa son los siguientes. Todos los ingredientes se mezclan en unVial pequeño, generalmente con un volumen de 200 microgramos. La mezcla se calienta a un punto de ebullición casi para romper los enlaces de hidrógeno en el ADN cadena de pareja, creando hilos únicos que son susceptibles a la copia. Esto se llama Denaturing . Cuanto más larga se copie la cadena, más tiempo dura el proceso desnaturalizante.
El siguiente paso en la reacción en cadena de la polimerasa se llama recocido . Los cebadores, que son hilos de ADN cortos hechos a medida, están diseñados específicamente para unirse a los sitios al principio y al final del segmento que se copiará. Si los cebadores están diseñados incorrectamente o la temperatura en esta etapa es incorrecta, el cebador se unirá al azar al ADN, lo que dará como resultado la copia del segmento incorrecta. La mayoría de los cebadores se derriten a aproximadamente dos tercios del camino hacia el punto de ebullición, y el recocido, un proceso de 1-2 minutos, tiene lugar a unos pocos grados por debajo de esto.
Los últimos pasos en la reacción en cadena de la polimerasa se llaman extensión y Extensión final . Esto es whantes de que ocurra la magia. La polimerasa copia el segmento de ADN rápidamente, creando millones y millones de copias en solo minutos. Por lo general, un ciclo consta de todos los pasos anteriores, repetidos aproximadamente veinte o treinta veces.
El resultado es un montón de ADN copiado. Las reacciones en la cadena de la polimerasa tienen una variedad de usos, que incluyen pruebas de paternidad, determinando la presencia o ausencia de un defecto genético o ADN viral, clonando un gen, introduciendo mutaciones específicas, analizando el ADN de especies extintas o personas muertas, "huellas dedo genética" en la escena del crimen y más.
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