Polimerazna lančana reakcija (PCR) je metoda molekularne biologije koja vam omogućava da detektujete male količine deoksiribonukleinske kiseline (DNK) u biološkom materijalu, tačnije, određene njegove fragmente, i da ih višestruko umnožite. Zatim se vizualno identifikuju gel elektroforezom. Reakciju je 1983. razvio K. Mullis i uključena je u listu izuzetnih otkrića posljednjih godina.
Koji su mehanizmi PCR-a
Cijela tehnika se zasniva na sposobnosti nukleinskih kiselina da se samorepliciraju, što se u ovom slučaju izvodi umjetno u laboratoriji. Reprodukcija DNK možda ne počinje ni u jednoj regiji molekule, već samo u regijama sa određenim nukleotidnim nizom – početnim fragmentima. Da bi lančana reakcija polimeraze započela, potrebni su prajmeri (ili DNK sonde). To su kratki fragmenti lanca DNK sa datom sekvencom nukleotida. Oni su komplementarni (tj. odgovaraju) početnim regionima DNK uzorka.
Naravno, da bi stvorili prajmere, naučnici moraju proučiti nukleotidnu sekvencu nukleinske kiseline uključene u tehniku. Upravo ove DNK sonde daju specifičnost reakcije i njenog pokretanja. Lančana reakcija polimeraze neće proći ako se u uzorku ne nađe barem jedan molekul željene DNK. Općenito, gornji prajmeri, set nukleotida, DNK polimeraza otporna na toplinu su neophodni za odvijanje reakcije. Potonji je enzim - katalizator za sintezu novih molekula nukleinske kiseline na bazi uzorka. Sve ove supstance, uključujući i biološki materijal u kojem je potrebno detektovati DNK, kombinuju se u reakcionu smešu (otopinu). Postavljen je u poseban termostat koji vrši vrlo brzo grijanje i hlađenje za određeno vrijeme - ciklus. Obično ih ima 30-50.
Kako funkcionira ova reakcija
Njegova suština leži u činjenici da se tokom jednog ciklusa prajmeri vežu za željene dijelove DNK, nakon čega se pod djelovanjem enzima udvostručuju. Na osnovu dobijenih DNK lanaca sintetiziraju se novi i novi identični fragmenti molekula u narednim ciklusima.
Lančana reakcija polimeraze se odvija uzastopno, razlikuju se njene sljedeće faze. Prvi karakteriše udvostručenje količine proizvoda tokom svakog ciklusa grejanja i hlađenja. U drugoj fazi, reakcija se usporava, jer se enzim oštećuje i gubi aktivnost. Osim toga, rezerve nukleotida i prajmera su iscrpljene. U posljednjoj fazi - platou - proizvodi se više ne akumuliraju,jer su reagensi vani.
Gdje se koristi
Nesumnjivo, lančana reakcija polimeraze nalazi najširu primjenu u medicini i nauci. Koristi se u općoj i privatnoj biologiji, veterini, farmaciji, pa čak i ekologiji. Štoviše, u potonjem to rade kako bi pratili kvalitetu prehrambenih proizvoda i ekoloških objekata. Lančana reakcija polimeraze se aktivno koristi u forenzičkoj praksi za potvrđivanje očinstva i identifikaciju osobe. U forenzici, kao i u paleontologiji, ova tehnika je često jedini izlaz, jer je obično vrlo malo DNK dostupno za istraživanje. Naravno, metoda je našla vrlo široku primjenu u praktičnoj medicini. Potreban je u oblastima kao što su genetika, zarazne bolesti i onkološke bolesti.
