중합 효소 연쇄 반응이란 무엇입니까?

중합 효소 연쇄 반응 (PCR)은 효소를 사용하여 데 옥시 리보 핵산 (DNA) 가닥의 일부를 대량 복제하여보다 쉽게 ​​분석하기 위해, 예를 들어, 관심 유전자를 찾는다. 핵 사슬 반응과 마찬가지로, 중합 효소 연쇄 반응은 반응을 유지하기위한 원료가 이용 가능한 한 진행되는 지수 적 과정이다. 자연계에서 DNA 복제와 대조적으로, 폴리머 라제 연쇄 반응은 상부 천장이 약 2-3 킬로 염기쌍 (kb) 인 상당히 작은 DNA 조각 만 복제 할 수있다. 중합 효소 연쇄 반응은 무생물의 효소를 사용하여 복제 효과를 달성하여 활성 유기체를 사용하는 다른 복제 접근법과 구별됩니다.

현대의 폴리머 라제 연쇄 반응에는 6 가지 기본 구성 요소가 필요합니다. 복사 할 DNA 세그먼트, 세그먼트를 구분하기위한 프라이머, 복사를 수행하기위한 Taq 폴리머 라제, 공급 원료 역할을하는 DNA 뉴클레오타이드, 화학적 버퍼 환경 및 열이라는 기계 자전거 타는 사람. 열 사이 클러는 종종 입방 밀리미터의 물 아래에서 각각 15 내지 100 마이크로 리터의 값을 보유하는 다수의 폴리머 라제 연쇄 반응을 갖는 다수의 시험관을 보유한다. 약 100 나노 그램의 DNA 염기가 사용됩니다.

중합 효소 연쇄 반응의 주요 성분 인 Taq 중합 효소는 심해의 열 배출 구류 박테리아 인 Thermus aquaticus 에서 추출됩니다. 복사에는 효과적이지만 완벽하지는 않으므로 8 백만 개의 기본 쌍마다 한 번씩 오류가 발생합니다. Taq 폴리머 라제 전에, 다른 폴리머 라 제가 사용되었지만, 이들 중 다수는 반응이 시작되기 위해 필요한 온도에서 분해되었다. 가열주기는 복잡하지만 비등점까지 거의 모든 온도를 포함하므로 중합 효소의 내구성이 필수적입니다.

중합 효소 연쇄 반응의 기본 단계는 다음과 같다. 모든 성분은 일반적으로 200 마이크로 그램의 작은 바이알에 함께 혼합됩니다. 혼합물을 비등점 근처로 가열하여 커플-가닥 DNA에서 수소 결합을 끊고, 복사하기 쉬운 단일 가닥을 생성한다. 이것을 denaturing 이라고합니다. 복사되는 스트랜드가 길수록 변성 과정이 더 오래 지속됩니다.

중합 효소 연쇄 반응의 다음 단계를 어닐링 이라고합니다. 맞춤형 짧은 DNA 가닥 인 프라이머는 복사 될 세그먼트의 시작 및 끝 부분에 결합하도록 특별히 설계되었습니다. 프라이머가 잘못 설계되었거나이 단계의 온도가 잘못되면 프라이머가 DNA에 무작위로 결합하여 잘못된 세그먼트 복사가 발생합니다. 대부분의 프라이머는 비등점으로가는 길의 약 3 분의 2에서 녹고 1-2 분 과정 인 어닐링은 이보다 약간 아래에서 발생합니다.

중합 효소 연쇄 반응의 마지막 단계를 확장 및 최종 확장 이라고 합니다 . 이것은 마법이 일어나는 곳입니다. 중합 효소는 DNA 분절을 빠르게 복사하여 단 몇 분만에 수백만 및 수백 개의 사본을 생성합니다. 일반적으로주기는 약 20 회 또는 30 회 반복되는 모든 이전 단계로 구성됩니다.

결과는 수많은 DNA 복제입니다. 중합 효소 연쇄 반응은 친자 확인 검사, 유전 적 결함 또는 바이러스 DNA의 존재 유무 결정, 유전자 클로닝, 특정 돌연변이 도입, 멸종 종 또는 죽은 사람의 DNA 분석, "유전자 지문"등 다양한 용도로 사용됩니다. 범죄 현장 등