Polymerasekjedereaksjon (PCR) er en enzymatisk prosess der en del av DNA kan dupliseres så mange ganger som ønskelig. På engelsk snakkes det også polymerasekjedereaksjon, så metoden er også forkortet med PCR. I dag har denne teknikken blitt en del av molekylærbiologien med stort potensial, siden den blant annet kan brukes:
- For å lage det genetiske fingeravtrykket på kortest mulig tid
- Når forskere ikke har nok DNA
- Påvisning av virale midler
- Påvisning av genetiske sykdommer
- Studier av utdødde arter når få prøver er tilgjengelige
- Samle informasjon på åsteder
For eksempel kan en mor ta en farskapstest med en brukt gaffel fordi, selv om det kanskje ikke er nok DNA for farskapstesten, kan den lille mengden DNA som samles inn ved hjelp av PCR multipliseres. Denne laboratoriemetoden ble oppfunnet på 1980-tallet av DNA-kjemikeren K. Mullis, og siden den gang har oppfinnelsen fått stor betydning og blitt en uunnværlig del av biologisk forskning. I 1993 ble forskeren tildelt Nobelprisen i kjemi for dette.
Hvordan multipliserer termosykleren DNA-trådene?
Ved hjelp av en enhet, termosykleren, kan forskere utføre PCR, derav nytten i molekylærbiologiske laboratorier. Den viktigste oppgaven til enheten er å etablere temperaturen som kreves for de individuelle fasene av polymerasekjedereaksjonen. Disse hendelsene som oppstår under hvert PCR-forløp er:
- Denaturering
- Hybridisering
- Forlengelse
Generelt er DNA tilstede i sin doble helix-struktur i begynnelsen av PCR-metoden. For at DNA-et skal replikere, må det imidlertid endre strukturen og separeres i to individuelle kjeder. Ellers kunne ikke primere akkumuleres i løpet av PCR og polymerasen kunne ikke lenger fungere. Derfor produserer termosykleren, programmatisk, temperaturendringer på forhåndsinnstilte tider slik at hver av fasene kan utføres.
Hvordan oppstår hver fase av PCR?
For å denaturere DNA brytes først hydrogenbindingene som forbinder de individuelle kjedene fra hverandre. Tross alt bør det til slutt være to individuelle DNA-tråder som komplementære nukleotider kan festes til. Dette betyr at termosykleren varmer opp DNA.
Dette skjer i omtrent et halvt minutt, hvor DNAet inne i termosykleren når temperaturer på 95 grader Celsius. Som et resultat brytes hydrogenbindinger. Resultatet av denaturering er to individuelle DNA-tråder som kan utføres ytterligere arbeid med.
I neste trinn, hybridisering, påføres de to primerne på de individuelle DNA-trådene ved omtrent 60 grader Celsius. Primere er korte deler av DNA som festes til individuelle tråder. De tjener som et utgangspunkt for Taq-polymerasen og flankerer målsekvensen til DNAet som skal dupliseres. Det er viktig i dette tilfellet at primere kun er komplementære til de respektive basene i DNA-seksjonen.
I det siste stadiet, forlengelsen, binder det varmebestandige Taq-polymerase-enzymet seg til primere. Den syntetiserer deretter de komplementære trådene til de individuelle DNA-trådene. I dette tilfellet migrerer DNA-polymerasen i 5-3-retningen og tyr til basene i løsningen. Disse er festet til DNA-tråden som de startet fra. Så totalt er de komplementære basene koblet til hverandre og den første doble strengen reproduseres.
Hva er bruksområdene for PCR?
PCR spiller en viktig rolle i dagens forskning. Ved hjelp av PCR kan man unngå tidkrevende metoder for å påvise midler som forårsaker infeksjoner, som dyrking av bakteriekulturer fra prøver. Dette hjelper for eksempel med koronavirustesting, der en infeksjon må oppdages så raskt som mulig. Et annet eksempel vil være påvisning av HIV-infeksjon.
Arvelige sykdommer kan også påvises ved PCR. For det første kan mutasjoner oppdages ved å studere det menneskelige genomet. Dette brukes blant annet ved prenatal diagnose. Ved PCR kan genetiske sykdommer påvises i embryonale celler.
Forskere har allerede klart å reprodusere fossiler ved PCR, selv om arten for lengst var utryddet. Til dette formålet brukte de genetisk materiale fra en insektart av ravfossiler og dupliserte det. I politiets etterforskning er PCR nyttig hvis bare en liten del av DNAet kan finnes på åstedet. Denne delen kan kopieres så ofte som ønskelig med PCR og deretter brukes til et genetisk fingeravtrykk. På samme måte kan polymerasekjedereaksjon også tillate farskapstesting.
Hvorfor velge Kalsteins termosykler for et molekylærbiologisk laboratorium?
Kalsteins laboratorieutstyrsprodusentens termo-syklere lar det fulle potensialet til PCR utnyttes. Disse instrumentene tillater presis temperaturkontroll, lav støydrift og lavt strømforbruk. For å se annen teknisk informasjon om dette utstyret, besøk følgende koblinger HER og HER, hvor du også kan finne priser, kjøpsdetaljer og tilbud.
