Polymerase-kædereaktion (PCR) er en metode til molekylærbiologi, der giver dig mulighed for at detektere små mængder af deoxyribonukleinsyre (DNA) i biologisk materiale, mere præcist, visse fragmenter af det, og gange dem mange gange. De identificeres derefter visuelt ved gelelektroforese. Reaktionen blev udviklet i 1983 af K. Mullis og er inkluderet på listen over fremragende opdagelser fra de seneste år.
Hvad er mekanismerne ved PCR
Hele teknikken er baseret på nukleinsyrers evne til at replikere sig selv, hvilket i dette tilfælde udføres kunstigt i et laboratorium. DNA-reproduktion begynder muligvis ikke i nogen region af molekylet, men kun i regioner med en bestemt nukleotidsekvens - startfragmenter. For at polymerasekædereaktionen kan starte, er primere (eller DNA-prober) nødvendige. Disse er korte fragmenter af en DNA-kæde med en given nukleotidsekvens. De er komplementære (dvs. svarer til) startregionerne af prøvens DNA.
For at skabe primere skal forskere naturligvis studere nukleotidsekvensen af den nukleinsyre, der er involveret i teknikken. Det er disse DNA-prober, der giver specificiteten af reaktionen og dens initiering. Polymerasekædereaktionen vil ikke gå, hvis der ikke findes mindst et molekyle af det ønskede DNA i prøven. Generelt er ovenstående primere, et sæt nukleotider, en varmeresistent DNA-polymerase nødvendige for, at reaktionen kan finde sted. Sidstnævnte er et enzym - en katalysator for syntesen af nye nukleinsyremolekyler baseret på prøven. Alle disse stoffer, inklusive det biologiske materiale, hvori det er nødvendigt at påvise DNA, kombineres til en reaktionsblanding (opløsning). Den er placeret i en speciel termostat, der udfører meget hurtig opvarmning og afkøling i en given tid - en cyklus. Norm alt er der 30-50.
Hvordan virker denne reaktion
Dens essens ligger i det faktum, at primerne i løbet af en cyklus er knyttet til de ønskede dele af DNA, hvorefter det fordobles under påvirkning af enzymet. Baseret på de resulterende DNA-strenge syntetiseres nye og nye identiske fragmenter af molekylet i efterfølgende cyklusser.
Polymerasekædereaktionen forløber sekventielt, dens følgende trin skelnes. Den første er karakteriseret ved en fordobling af mængden af produkt under hver opvarmnings- og afkølingscyklus. I andet trin bremses reaktionen, da enzymet beskadiges og også mister aktivitet. Derudover er reserverne af nukleotider og primere opbrugt. På det sidste stadium - et plateau - akkumuleres produkter ikke længere,fordi reagenserne er ude.
Hvor det bruges
Utvivlsomt finder polymerasekædereaktionen den bredeste anvendelse inden for medicin og videnskab. Det bruges i almindelig og privat biologi, veterinærmedicin, apotek og endda økologi. Desuden gør de i sidstnævnte dette for at overvåge kvaliteten af fødevarer og miljøgenstande. Polymerasekædereaktionen bruges aktivt i retsmedicinsk praksis til at bekræfte faderskab og identificere en person. I retsmedicin såvel som i palæontologi er denne teknik ofte den eneste udvej, da der norm alt kun er meget lidt DNA tilgængeligt til forskning. Metoden har naturligvis fundet en meget bred anvendelse i praktisk medicin. Det er nødvendigt inden for områder som genetik, infektionssygdomme og onkologiske sygdomme.
