Reacția în lanț a polimerazei, esența și domeniile sale de aplicare

Reacția în lanț a polimerazei (PCR) este o metodă de biologie moleculară care permite detectarea cantităților mici într-un material biologic deoxiribonucleic (ADN), mai precis, unele dintre fragmentele sale și să le multiplicăm de mai multe ori. Acestea sunt apoi identificate vizual prin electroforeză în gel. Reacția a fost dezvoltată în 1983 de către K. Mullis și inclusă în lista descoperirilor remarcabile din ultimii ani.

Care sunt mecanismele PCR?

Întreaga tehnică se bazează pe capacitatea acizilor nucleici de a se replica pe sine, care în acest caz este efectuată artificial într-un laborator. Reproducerea ADN nu poate începe în nici o zonă a moleculei, ci numai în zone cu o anumită secvență de nucleotide - fragmente de început. Pentru a începe reacția în lanț a polimerazei, sunt necesare primeri (sau sonde ADN). Acestea sunt fragmente scurte ale unui lanț ADN cu o secvență nucleotidică dată. Acestea sunt complementare (adică adecvate) cu regiunile de pornire ale probei ADN.

Desigur, pentru a crea primeri, oamenii de știință trebuie să studieze secvența nucleotidelor acid nucleic, care participă la metodologie. Aceste probe de ADN sunt cele care asigură specificitatea reacției și inițierea ei. Reacția în lanț a polimerazei nu va merge dacă nu există cel puțin o moleculă de ADN dorită în probă. În general, primerii menționați mai sus, un set de nucleotide, o polimerază ADN stabilă termic sunt necesare pentru realizarea reacției. Acesta din urmă este o enzimă, un catalizator pentru sinteza de noi molecule de acid nucleic pe baza unei probe. Toate aceste substanțe, inclusiv materialul biologic în care urmează a fi detectat ADN, sunt combinate într-un amestec de reacție (soluție). Acesta este amplasat într-un termostat special, care efectuează încălzirea și răcirea foarte rapidă pentru un ciclu de timp stabilit. De obicei, există 30-50 dintre ei.

Cum merge această reacție?

Esența lui constă în faptul că pe parcursul unui ciclu primii sunt atașați la secțiunile necesare ale ADN-ului, după care se dublează sub acțiunea enzimei. Pe baza lanțurilor ADN rezultate în ciclurile ulterioare, se sintetizează noi și noi fragmente identice ale moleculei.

Reacția în lanț a polimerazei merge în mod consecvent, se disting următoarele etape. Prima se caracterizează prin dublarea cantității de produs în timpul fiecărui ciclu de încălzire și răcire. În cea de-a doua etapă, reacția încetinește, deoarece enzima este deteriorată și, de asemenea, își pierde activitatea. În plus, stocurile de nucleotide și primeri sunt epuizate. În ultima etapă - platoul - produsele nu se mai acumulează, deoarece reactivii se termină.

În cazul în care este utilizat

Fără îndoială, reacția în lanț a polimerazei găsește cea mai largă aplicație în medicină și știință. Este utilizat în biologie generală și privată, medicină veterinară, farmacie și chiar ecologie. Mai mult, în ultimii, aceasta se face pentru a monitoriza calitatea alimentelor și a obiectelor din mediul extern. Activați reacția în lanț a polimerazei în practica medico-legale pentru a confirma paternitatea și a identifica identitatea unei persoane. În expertiza medico-legală, precum și în paleontologie, adesea această tehnică este singura cale de ieșire, deoarece, de obicei, o cantitate extrem de mică de ADN este disponibilă pentru cercetare. Fără îndoială, o aplicare foarte largă a metodei găsită în medicina practică. Este necesară în domenii precum genetica, bolile infecțioase și oncologice.