Polymerase-kettingreaksie (PCR) is 'n metode van molekulêre biologie wat jou toelaat om klein hoeveelhede deoksiribonukleïensuur (DNA) in biologiese materiaal op te spoor, meer presies, sekere fragmente daarvan, en hulle baie keer oor te vermenigvuldig. Hulle word dan visueel uitgeken deur gelelektroforese. Die reaksie is in 1983 deur K. Mullis ontwikkel en is ingesluit in die lys van uitstaande ontdekkings van onlangse jare.
Wat is die meganismes van PCR
Die hele tegniek is gebaseer op die vermoë van nukleïensure om self te repliseer, wat in hierdie geval kunsmatig in 'n laboratorium uitgevoer word. DNA-reproduksie mag nie in enige gebied van die molekule begin nie, maar slegs in streke met 'n sekere nukleotiedvolgorde - beginfragmente. Om die polimerase-kettingreaksie te laat begin, is primers (of DNA-probes) nodig. Dit is kort fragmente van 'n DNS-ketting met 'n gegewe nukleotiedvolgorde. Hulle is komplementêr (d.w.s. stem ooreen) met die beginstreke van die monster se DNA.
Natuurlik, om primers te skep, moet wetenskaplikes die nukleotiedvolgorde van die nukleïensuur wat by die tegniek betrokke is, bestudeer. Dit is hierdie DNS-probes wat die spesifisiteit van die reaksie en die aanvang daarvan verskaf. Die polimerase kettingreaksie sal nie gaan as ten minste een molekule van die verlangde DNS nie in die monster gevind word nie. Oor die algemeen is die bogenoemde primers, 'n stel nukleotiede, 'n hittebestande DNA-polimerase nodig vir die reaksie om plaas te vind. Laasgenoemde is 'n ensiem - 'n katalisator vir die sintese van nuwe nukleïensuurmolekules gebaseer op die monster. Al hierdie stowwe, insluitend die biologiese materiaal waarin dit nodig is om DNS op te spoor, word in 'n reaksiemengsel (oplossing) gekombineer. Dit word in 'n spesiale termostaat geplaas wat baie vinnige verhitting en verkoeling vir 'n gegewe tyd uitvoer - 'n siklus. Gewoonlik is daar 30-50.
Hoe werk hierdie reaksie
Die essensie daarvan lê daarin dat die primers gedurende een siklus aan die verlangde dele van DNA geheg word, waarna dit onder die werking van die ensiem verdubbel word. Op grond van die resulterende DNA-stringe word nuwe en nuwe identiese fragmente van die molekule in daaropvolgende siklusse gesintetiseer.
Die polimerase-kettingreaksie gaan opeenvolgend voort, die volgende stadiums word onderskei. Die eerste word gekenmerk deur 'n verdubbeling van die hoeveelheid produk tydens elke verhitting- en verkoelingsiklus. In die tweede stadium vertraag die reaksie, aangesien die ensiem beskadig word en ook aktiwiteit verloor. Daarbenewens is die reserwes van nukleotiede en primers uitgeput. Op die laaste stadium - 'n plato - versamel produkte nie meer nie,want die reagense is op.
Waar dit gebruik word
Ongetwyfeld vind die polimerase-kettingreaksie die wydste toepassing in medisyne en wetenskap. Dit word gebruik in algemene en private biologie, veeartsenykundige medisyne, apteek en selfs ekologie. Boonop doen hulle dit in laasgenoemde om die kwaliteit van voedselprodukte en omgewingsvoorwerpe te monitor. Die polimerase-kettingreaksie word aktief in forensiese praktyk gebruik om vaderskap te bevestig en 'n persoon te identifiseer. In forensika, sowel as in paleontologie, is hierdie tegniek dikwels die enigste uitweg, aangesien gewoonlik baie min DNS vir navorsing beskikbaar is. Natuurlik het die metode 'n baie wye toepassing in praktiese medisyne gevind. Dit is nodig in gebiede soos genetika, aansteeklike siektes en onkologiese siektes.
