Reacția în lanț a polimerazei (PCR) este o metodă de biologie moleculară care vă permite să detectați cantități mici de acid dezoxiribonucleic (ADN) în materialul biologic, mai precis, anumite fragmente din acesta și să le înmulțiți de mai multe ori. Ele sunt apoi identificate vizual prin electroforeză pe gel. Reacția a fost dezvoltată în 1983 de K. Mullis și este inclusă în lista descoperirilor remarcabile din ultimii ani.
Care sunt mecanismele PCR
Toată tehnica se bazează pe capacitatea acizilor nucleici de a se auto-replica, care în acest caz se realizează artificial într-un laborator. Reproducerea ADN-ului poate să nu înceapă în nicio regiune a moleculei, ci doar în regiuni cu o anumită secvență de nucleotide - fragmente de pornire. Pentru ca reacția în lanț a polimerazei să înceapă, sunt necesari primeri (sau sonde ADN). Acestea sunt fragmente scurte ale unui lanț de ADN cu o anumită secvență de nucleotide. Ele sunt complementare (adică corespunzând) regiunilor inițiale ale ADN-ului probei.
Desigur, pentru a crea primeri, oamenii de știință trebuie să studieze secvența de nucleotide a acidului nucleic implicat în tehnică. Aceste sonde ADN sunt cele care oferă specificitatea reacției și inițierea acesteia. Reacția în lanț a polimerazei nu va merge dacă cel puțin o moleculă a ADN-ului dorit nu este găsită în probă. În general, primerii de mai sus, un set de nucleotide, o ADN polimerază rezistentă la căldură sunt necesari pentru ca reacția să aibă loc. Acesta din urmă este o enzimă - un catalizator pentru sinteza de noi molecule de acid nucleic pe baza probei. Toate aceste substanțe, inclusiv materialul biologic în care este necesară detectarea ADN-ului, sunt combinate într-un amestec de reacție (soluție). Este plasat într-un termostat special care efectuează încălzire și răcire foarte rapidă pentru un timp dat - un ciclu. De obicei sunt 30-50.
Cum funcționează această reacție
Esența sa constă în faptul că pe parcursul unui ciclu primerii sunt atașați de secțiunile dorite de ADN, după care se dublează sub acțiunea enzimei. Pe baza catenelor de ADN rezultate, noi și noi fragmente identice ale moleculei sunt sintetizate în ciclurile ulterioare.
Reacția în lanț a polimerazei se desfășoară secvenţial, se disting următoarele etape. Primul se caracterizează printr-o dublare a cantității de produs în timpul fiecărui ciclu de încălzire și răcire. În a doua etapă, reacția încetinește, deoarece enzima este deteriorată și își pierde activitatea. În plus, rezervele de nucleotide și primeri sunt epuizate. În ultima etapă - un platou - produsele nu se mai acumulează,deoarece reactivii sunt scoși.
Unde este folosit
Fără îndoială, reacția în lanț a polimerazei își găsește cea mai largă aplicație în medicină și știință. Este folosit în biologia generală și privată, medicina veterinară, farmacie și chiar ecologie. Mai mult, în acestea din urmă fac acest lucru pentru a monitoriza calitatea produselor alimentare și a obiectelor de mediu. Reacția în lanț a polimerazei este utilizată în mod activ în practica criminalistică pentru a confirma paternitatea și a identifica o persoană. În criminalistică, precum și în paleontologie, această tehnică este adesea singura cale de ieșire, deoarece de obicei foarte puțin ADN este disponibil pentru cercetare. Desigur, metoda și-a găsit o aplicație foarte largă în medicina practică. Este necesar în domenii precum genetica, bolile infecțioase și bolile oncologice.
