Polimerazna lančana reakcija (PCR) je metoda molekularne biologije koja vam omogućuje da otkrijete male količine deoksiribonukleinske kiseline (DNA) u biološkom materijalu, točnije, određene njegove fragmente, te ih višestruko umnožite. Zatim se vizualno identificiraju gel elektroforezom. Reakciju je 1983. razvio K. Mullis i uključena je u popis izvanrednih otkrića posljednjih godina.
Koji su mehanizmi PCR-a
Cijela tehnika temelji se na sposobnosti nukleinskih kiselina da se samorepliciraju, što se u ovom slučaju provodi umjetno u laboratoriju. Reprodukcija DNK možda ne počinje ni u jednoj regiji molekule, već samo u regijama s određenim nukleotidnim slijedom – početnim fragmentima. Da bi lančana reakcija polimeraze započela, potrebni su primeri (ili DNA sonde). To su kratki fragmenti lanca DNA s zadanim slijedom nukleotida. Oni su komplementarni (tj. odgovaraju) početnim regijama DNK uzorka.
Naravno, da bi stvorili početnice, znanstvenici moraju proučiti nukleotidni slijed nukleinske kiseline uključene u tehniku. Upravo te DNK sonde osiguravaju specifičnost reakcije i njezino pokretanje. Lančana reakcija polimeraze neće ići ako se u uzorku ne nađe barem jedna molekula željene DNK. Općenito, gornji prajmeri, skup nukleotida, DNA polimeraza otporna na toplinu potrebni su za odvijanje reakcije. Potonji je enzim – katalizator za sintezu novih molekula nukleinske kiseline na temelju uzorka. Sve te tvari, uključujući i biološki materijal u kojem je potrebno detektirati DNK, spajaju se u reakcijsku smjesu (otopinu). Postavljen je u poseban termostat koji obavlja vrlo brzo zagrijavanje i hlađenje za određeno vrijeme – ciklus. Obično ih ima 30-50.
Kako funkcionira ova reakcija
Njegova bit leži u činjenici da se tijekom jednog ciklusa prajmeri vežu na željene dijelove DNK, nakon čega se pod djelovanjem enzima udvostručuju. Na temelju rezultirajućih lanaca DNK sintetiziraju se novi i novi identični fragmenti molekule u sljedećim ciklusima.
Lančana reakcija polimeraze se odvija uzastopno, razlikuju se njezine sljedeće faze. Prvi je karakteriziran udvostručenjem količine proizvoda tijekom svakog ciklusa grijanja i hlađenja. U drugoj fazi, reakcija se usporava, jer je enzim oštećen i također gubi aktivnost. Osim toga, rezerve nukleotida i početnica 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 znanosti. 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 aktivno se koristi u forenzičkoj praksi kako bi se potvrdilo očinstvo i identificirala osoba. U forenzici, kao i u paleontologiji, ova tehnika je često jedini izlaz, budući da je obično vrlo malo DNK dostupno za istraživanje. Naravno, metoda je našla vrlo široku primjenu u praktičnoj medicini. Potreban je u područjima kao što su genetika, zarazne bolesti i onkološke bolesti.
