A PCR vagy polimeráz láncreakció egy olyan technika, amelyet DNS-szekvenciák amplifikálására használnak.Először az 1980-as években fejlesztette ki Kary Mullis, aki 1993-ban kémiai Nobel-díjat kapott munkájáért.A PCR forradalmasította a molekuláris biológiát, lehetővé téve a kutatóknak, hogy kis mintákból amplifikálják a DNS-t, és részletesen tanulmányozzák azt.
A PCR egy háromlépéses folyamat, amely egy hőciklusban, egy olyan gépben zajlik, amely gyorsan képes megváltoztatni a reakcióelegy hőmérsékletét.A három lépés a denaturáció, a lágyítás és az extenzió.
Az első lépésben, a denaturációban a kétszálú DNS-t magas hőmérsékletre (általában 95°C körülire) hevítik, hogy megszakadjanak a két szálat összetartó hidrogénkötések.Ez két egyszálú DNS-molekulát eredményez.
A második lépésben, az összekapcsolásban, a hőmérsékletet körülbelül 55 °C-ra csökkentjük, hogy lehetővé tegyük a primerek összekapcsolódását az egyszálú DNS komplementer szekvenciáihoz.A primerek olyan rövid DNS-darabok, amelyeket úgy terveztek, hogy megfeleljenek a cél-DNS-en található érdekes szekvenciáknak.
A harmadik lépésben, az extenzióban, a hőmérsékletet körülbelül 72 °C-ra emeljük, hogy a Taq polimeráz (a DNS-polimeráz egy fajtája) új DNS-szálat tudjon szintetizálni a primerekből.A Taq polimeráz egy olyan baktériumból származik, amely meleg forrásokban él, és képes ellenállni a PCR során alkalmazott magas hőmérsékleteknek.
Egy PCR ciklus után az eredmény a cél DNS-szekvencia két másolata.A három lépés megismétlésével több cikluson keresztül (jellemzően 30-40), a cél DNS-szekvencia másolatainak száma exponenciálisan növelhető.Ez azt jelenti, hogy még egy kis mennyiségű kiindulási DNS-t is fel lehet amplifikálni, így milliós vagy akár milliárdos másolatokat lehet készíteni.
A PCR-nek számos alkalmazása van a kutatásban és a diagnosztikában.A genetikában a gének és a mutációk működésének tanulmányozására, a törvényszéki szakértőkben a DNS bizonyítékok elemzésére, a fertőző betegségek diagnosztikájában a kórokozók jelenlétének kimutatására, valamint a prenatális diagnosztikában a magzatok genetikai rendellenességeinek szűrésére használják.
A PCR-t számos változatban való felhasználásra is adaptálták, például a kvantitatív PCR-t (qPCR), amely lehetővé teszi a DNS mennyiségének mérését, és a reverz transzkripciós PCR-t (RT-PCR), amely RNS-szekvenciák amplifikálására használható.
Számos alkalmazása ellenére a PCR-nek vannak korlátai.Megköveteli a célszekvencia ismeretét és a megfelelő primerek tervezését, és hibára is hajlamos lehet, ha a reakciókörülmények nincsenek megfelelően optimalizálva.Azonban gondos kísérleti tervezéssel és kivitelezéssel a PCR továbbra is a molekuláris biológia egyik leghatékonyabb eszköze.
Feladás időpontja: 2023.02.22