Articles

SCQ

by admin

(augusti 2003)

Polymeraskedjereaktionen (PCR) är ett viktigt verktyg för många tillämpningar. Den kan till exempel användas för att amplifiera ett DNA-prov när det inte finns tillräckligt mycket att analysera (t.ex. ett DNA-prov från en brottsplats, arkeologiska prover), som en metod för att identifiera en gen av intresse eller för att testa en sjukdom.

Metoden använder sig av särskilt utformade primers som är komplementära till sekvensen som skall amplifieras. Primerna utgör en utgångspunkt för förlängningen av DNA:t med hjälp av ett DNA-polymeras (vanligen Taq- eller Pfu-polymeras). Amplifikationen utförs i cykler. Först värms DNA-provet upp för att separera dubbelsträngarna. Provet kyls långsamt så att primrarna kan bindas. Därefter inkuberas provet vid 72 °C så att DNA-polymeraset kan förlänga primrarna och skapa en lång komplementär DNA-sträng. På detta sätt blir en dubbelsträng av DNA till 2, 2 blir 4, 4 blir 8 och så vidare.

PCR.gif

Figur 1. PCR används för att förstärka mängden av en viss DNA-molekyl i ett prov. Primers som är komplementära till särskilda regioner i det intressanta DNA:t tillsätts till ett prov tillsammans med enzymet DNA-polymeras. En komplementär DNA-sträng byggs upp med primern som första byggsten. Processen kan sedan upprepas för den resulterande komplementära strängen, vilket resulterar i en kopia av det ursprungliga DNA som finns i provet. Med många cykler av detta slag kan DNA-amplifiering ske.

Se denna sida för en utmärkt demonstration av PCR.

Hur används PCR?

PCR har blivit ett viktigt verktyg för medicinsk diagnostik. PCR kan upptäcka och identifiera bakterier och virus som orsakar infektioner som tuberkulos, klamydia, viral meningit, viral hepatit, hiv, cytomegalovirus och många andra. När primers har utformats för en specifik organisms DNA är det ett enkelt experiment att använda PCR för att påvisa närvaron eller frånvaron av en patogen i en patients blod eller vävnader.

PCR används också vid genetisk testning, för att fastställa om patienter bär på en genetisk mutation som skulle kunna föras vidare till deras barn (t.ex. mutationen som orsakar cystisk fibros) eller för att fastställa sjukdomsrisken hos patienterna själva (t.ex. en mutation i genen BRCA1 som gör att en kvinna är predisponerad för bröst- eller äggstockscancer). PCR används för att amplifiera genen, som sedan sekvenseras för att leta efter mutationer.

PCR används vid sekvensering av arvsmassan, bland annat inom Human Genome Project. Med hjälp av slumpmässiga primers (inte en specifik sekvens) kan en organisms hela arvsmassa amplifieras i bitar. När bitarna har amplifierats måste de sekvenseras och sedan sättas ihop igen för att bestämma genomsekvensen.

Vetenskapsmän kan samla information om evolutionära relationer med hjälp av PCR på gamla prover. Gener från olika besläktade organismer amplifieras, sekvenseras och analyseras sedan för likheter/skillnader. Om två organismer har mycket likartade genetiska sekvenser är de sannolikt nära besläktade.

(Art by Fan Sozzi)