واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) چیست؟

واکنش زنجیره ای پلیمراز (به اختصار PCR) یک تکنیک آزمایشگاهی برای تولید (تقویت) سریع میلیون ها تا میلیاردها نسخه از یک بخش خاص از DNA است که می تواند سپس با جزئیات بیشتری مورد مطالعه قرار گیرد. PCR شامل استفاده از قطعات کوتاه DNA مصنوعی به نام پرایمرها برای انتخاب بخشی از ژنوم برای تکثیر و سپس چندین دور سنتز DNA برای تکثیر آن بخش است.
PCR به اواسط دهه 1980 برمی گردد، که کم و بیش زمانی است که پروژه ژنوم انسانی در حال بررسی بود و سپس در پایان آن دهه شروع شد. از آن زمان تاکنون PCR برای بسیاری از تحقیقات زیست شناسی و زیست پزشکی بسیار اساسی بوده است. از آنجایی که ما در موسسه ژنوم هستیم، شایان ذکر است که این یک فناوری اساسی در پشت روزهای اولیه پروژه ژنوم انسانی بود. و تا به امروز نقش مهمی ایفا کرده است. و من گمان می کنم که این بازی برای مدت طولانی ادامه خواهد داد، اگرچه شما هرگز نمی دانید - همیشه یک فناوری پیشگامانه دیگر وجود دارد.
فایل پیوست 899

تاق پلیمراز
مانند تکثیر DNA در ارگانیسم، PCR به یک آنزیم DNA پلیمراز نیاز دارد که رشته های جدیدی از DNA را با استفاده از رشته های موجود به عنوان الگو می سازد. DNA پلیمرازی که معمولاً در PCR استفاده می شود، Taq polymerase نامیده می شود که به نام باکتری مقاوم به حرارت که از آن جدا شده است (Thermus aquaticus) نامیده می شود.
T. aquaticus در چشمه های آب گرم و دریچه های هیدروترمال زندگی می کند. DNA پلیمراز آن در برابر حرارت بسیار پایدار است و در اطراف بسیار فعال است.


این پایداری حرارتی Taq پلیمراز را برای PCR ایده آل می کند.

پرایمرهای PCR


مانند سایر DNA پلیمرازها، Taq polymerase تنها در صورتی می تواند DNA بسازد که به آن یک آغازگر داده شود، توالی کوتاهی از نوکلئوتیدها که نقطه شروعی برای سنتز DNA است. در واکنش PCR، آزمایش کننده ناحیه ای از DNA را که توسط پرایمرهایی که انتخاب می کند کپی یا تقویت می شود، تعیین می کند.
پرایمرهای PCR قطعات کوتاهی از DNA تک رشته ای هستند که معمولاً در اطراف قرار دارند.
در هر واکنش PCR از دو پرایمر استفاده می شود و به گونه ای طراحی شده اند که ناحیه مورد نظر (منطقه ای که باید کپی شود) کنار هم قرار گیرند. به این معنی که توالی هایی به آنها داده می شود که آنها را به رشته های مخالف DNA الگو متصل می کند، درست در لبه های ناحیه ای که قرار است کپی شود. پرایمرها با جفت شدن پایه مکمل به الگو متصل می شوند.

مراحل PCR


اجزای اصلی واکنش PCR عبارتند از Taq پلیمراز، پرایمرها، DNA الگو و نوکلئوتیدها (بلوک های سازنده DNA). مواد تشکیل دهنده در یک لوله همراه با کوفاکتورهای مورد نیاز آنزیم جمع می شوند و در چرخه های مکرر گرمایش و خنک سازی قرار می گیرند که امکان سنتز DNA را فراهم می کند.
مراحل اساسی عبارتند از:
دناتوره سازی (96 درجه سانتی گراد)
واکنش را به شدت گرم کنید تا رشته های DNA جدا یا دناتوره شوند. این الگوی تک رشته ای را برای مرحله بعدی فراهم می کند.
آنیلینگ (55 تا 65 درجه سانتیگراد) واکنش را خنک کنید تا آغازگرها بتوانند به توالی های مکمل خود در DNA الگوی تک رشته ای متصل شوند.
افزونه (72 درجه سانتی گراد)
دمای واکنش را افزایش دهید تا Taq polymerase پرایمرها را گسترش دهد و رشته های جدیدی از DNA را سنتز کند.

انواع تکنیک های pcr را در یکتا تجهیز بخوانید.