(sierpień 2003)

Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR) jest ważnym narzędziem dla wielu zastosowań. Na przykład, może być używana do amplifikacji próbki DNA, gdy nie ma wystarczającej ilości do analizy (np. próbka DNA z miejsca zbrodni, próbki archeologiczne), jako metoda identyfikacji interesującego genu lub do badania chorób.

Metoda ta wykorzystuje specjalnie zaprojektowane startery, które są komplementarne do sekwencji, która ma być amplifikowana. Spłonki stanowią punkt wyjścia dla wydłużania DNA przez polimerazę DNA (zwykle polimerazę Taq lub Pfu). Amplifikację przeprowadza się w cyklach. Najpierw, próbka DNA jest podgrzewana w celu rozdzielenia podwójnych nici. Próbka jest powoli schładzana, co pozwala na związanie primerów. Następnie próbka jest inkubowana w temperaturze 72°C, aby polimeraza DNA mogła przedłużyć startery, tworząc długą komplementarną nić DNA. W ten sposób jedna podwójna nić DNA staje się 2, 2 staje się 4, 4 staje się 8 i tak dalej.

Zobacz na tej stronie doskonałą demonstrację PCR.

Jak jest wykorzystywany PCR?

PCR stał się ważnym narzędziem diagnostyki medycznej. PCR może wykryć i zidentyfikować bakterie i wirusy, które powodują infekcje takie jak gruźlica, chlamydia, wirusowe zapalenie opon mózgowych, wirusowe zapalenie wątroby, HIV, cytomegalowirus i wiele innych. Po zaprojektowaniu starterów dla DNA określonego organizmu, użycie PCR do wykrycia obecności lub braku patogenu we krwi lub tkankach pacjenta jest prostym eksperymentem.

PCR jest również stosowany w badaniach genetycznych, w celu ustalenia, czy pacjenci są nosicielami mutacji genetycznej, która może być przekazana ich dzieciom (np. mutacja powodująca mukowiscydozę) lub w celu określenia ryzyka choroby u samych pacjentów (np. mutacja w genie BRCA1 predysponuje kobietę do raka piersi lub jajnika). PCR jest wykorzystywany do amplifikacji genu, który jest następnie sekwencjonowany w celu poszukiwania mutacji.

PCR jest wykorzystywany w sekwencjonowaniu genomów, w tym w Human Genome Project. Używając losowych starterów (nie specyficznej sekwencji), cały genom organizmu może być amplifikowany w kawałkach. Po amplifikacji kawałków, muszą one zostać zsekwencjonowane, a następnie złożone z powrotem, aby określić sekwencję genomu.

Naukowcy mogą zbierać informacje o związkach ewolucyjnych używając PCR na starożytnych próbkach. Geny z różnych spokrewnionych organizmów są amplifikowane, sekwencjonowane, a następnie analizowane pod kątem podobieństw/różnic. Jeśli dwa organizmy mają bardzo podobne sekwencje genetyczne, są najprawdopodobniej blisko spokrewnione.

(Art by Fan Sozzi)

.