PCR или полимеразна верижна реакция е техника, използвана за амплифициране на ДНК последователности.За първи път е разработен през 80-те години на миналия век от Кари Мълис, който е удостоен с Нобелова награда за химия през 1993 г. за работата си.PCR революционизира молекулярната биология, позволявайки на изследователите да амплифицират ДНК от малки проби и да я изследват в детайли.
PCR е триетапен процес, който се извършва в термоциклер, машина, която може бързо да променя температурата на реакционната смес.Трите стъпки са денатурация, отгряване и удължаване.
В първата стъпка, денатурация, двойноверижната ДНК се нагрява до висока температура (обикновено около 95°C), за да се разрушат водородните връзки, които държат двете вериги заедно.Това води до две едноверижни ДНК молекули.
Във втората стъпка, отгряване, температурата се понижава до около 55°C, за да позволи на праймерите да се отгряват към комплементарните последователности на едноверижната ДНК.Праймерите са къси части от ДНК, които са проектирани да съответстват на интересуващите ни последователности на целевата ДНК.
В третата стъпка, удължаване, температурата се повишава до около 72°C, за да позволи на Taq полимеразата (вид ДНК полимераза) да синтезира нова верига на ДНК от праймерите.Полимеразата Taq се извлича от бактерия, която живее в горещи извори и е в състояние да издържи на високите температури, използвани в PCR.
След един цикъл на PCR, резултатът е две копия на целевата ДНК последователност.Чрез повтаряне на трите стъпки за няколко цикъла (обикновено 30-40), броят на копията на целевата ДНК последователност може да се увеличи експоненциално.Това означава, че дори малко количество изходна ДНК може да бъде усилено, за да произведе милиони или дори милиарди копия.
PCR има множество приложения в изследванията и диагностиката.Използва се в генетиката за изследване на функцията на гените и мутациите, в съдебната медицина за анализиране на ДНК доказателства, в диагностиката на инфекциозни заболявания за откриване на наличието на патогени и в пренаталната диагностика за скрининг на генетични нарушения в фетусите.
PCR също е адаптирана за използване в редица вариации, като количествена PCR (qPCR), която позволява да се измери количеството ДНК и PCR с обратна транскрипция (RT-PCR), която може да се използва за амплифициране на РНК последователности.
Въпреки многото си приложения, PCR има ограничения.Това изисква познаване на целевата последователност и дизайна на подходящи праймери и може да бъде предразположено към грешки, ако реакционните условия не са оптимизирани правилно.Въпреки това, с внимателен експериментален дизайн и изпълнение, PCR остава един от най-мощните инструменти в молекулярната биология.
Време на публикуване: 22 февруари 2023 г