(srpen 2003)

Polymerázová řetězová reakce (PCR) je důležitým nástrojem pro mnoho aplikací. Lze ji například použít k amplifikaci vzorku DNA v případě, že ho není dostatek k analýze (např. vzorek DNA z místa činu, archeologické vzorky), jako metodu identifikace zájmového genu nebo k testování nemocí.

Metoda používá speciálně navržené primery, které jsou komplementární k amplifikované sekvenci. Primery poskytují výchozí bod pro prodloužení DNA polymerázou DNA (obvykle Taq nebo Pfu polymerázou). Amplifikace probíhá v cyklech. Nejprve se vzorek DNA zahřeje, aby se oddělilo dvojité vlákno. Vzorek se pomalu ochladí, což umožní navázání primerů. Poté se vzorek inkubuje při teplotě 72 °C, aby mohla polymeráza DNA prodloužit primery a vytvořit dlouhé komplementární vlákno DNA. Tímto způsobem se z jednoho dvouřetězce DNA stanou 2, ze 2 se stanou 4, ze 4 se stane 8 atd.

Na této stránce najdete vynikající ukázku PCR.

Jak se PCR používá?

PCR se stala důležitým nástrojem pro lékařskou diagnostiku. PCR dokáže detekovat a identifikovat bakterie a viry, které způsobují infekce, jako je tuberkulóza, chlamydie, virová meningitida, virová hepatitida, HIV, cytomegalovirus a mnoho dalších. Jakmile jsou navrženy primery pro DNA určitého organismu, je použití PCR ke zjištění přítomnosti nebo nepřítomnosti patogenu v krvi nebo tkáních pacienta jednoduchým pokusem.

PCR se používá také při genetickém testování, kdy se zjišťuje, zda pacienti nesou genetickou mutaci, která by se mohla přenést na jejich děti (např. mutace způsobující cystickou fibrózu), nebo se zjišťuje riziko onemocnění u samotných pacientů (např. mutace v genu BRCA1 predisponuje ženu k rakovině prsu nebo vaječníků). PCR se používá k amplifikaci genu, který se pak sekvenuje a hledají se v něm mutace.

PCR se používá při sekvenování genomu, včetně projektu lidského genomu. Pomocí náhodných primerů (nikoliv konkrétní sekvence) lze po částech amplifikovat celý genom organismu. Jakmile jsou jednotlivé části amplifikovány, je třeba je sekvenovat a poté opět spojit dohromady, aby bylo možné určit sekvenci genomu.

Vědci mohou pomocí PCR na starých vzorcích získat informace o evolučních vztazích. Geny z různých příbuzných organismů jsou amplifikovány, sekvenovány a poté analyzovány z hlediska podobností/rozdílů. Pokud mají dva organismy velmi podobné genetické sekvence, jsou s největší pravděpodobností blízce příbuzné.

(Art by Fan Sozzi)