PCR tai polymeraasiketjureaktio on tekniikka, jota käytetään DNA-sekvenssien monistamiseen.Sen kehitti ensimmäisen kerran 1980-luvulla Kary Mullis, jolle myönnettiin kemian Nobel-palkinto vuonna 1993 työstään.PCR on mullistanut molekyylibiologian, minkä ansiosta tutkijat voivat monistaa DNA:ta pienistä näytteistä ja tutkia sitä yksityiskohtaisesti.
PCR on kolmivaiheinen prosessi, joka tapahtuu lämpösyklilaitteessa, koneessa, joka voi muuttaa nopeasti reaktioseoksen lämpötilaa.Kolme vaihetta ovat denaturointi, hehkutus ja pidennys.
Ensimmäisessä vaiheessa, denaturaatiossa, kaksijuosteinen DNA kuumennetaan korkeaan lämpötilaan (yleensä noin 95 °C) vetysidosten katkaisemiseksi, jotka pitävät kaksi juostetta yhdessä.Tämä johtaa kahteen yksijuosteiseen DNA-molekyyliin.
Toisessa vaiheessa, pariutumisessa, lämpötila lasketaan noin 55 °C:seen, jotta alukkeet voivat liittyä yksijuosteisen DNA:n komplementaarisiin sekvensseihin.Alukkeet ovat lyhyitä DNA-kappaleita, jotka on suunniteltu vastaamaan kohde-DNA:n kiinnostavia sekvenssejä.
Kolmannessa vaiheessa, pidentämisessä, lämpötila nostetaan noin 72 °C:seen, jotta Taq-polymeraasi (DNA-polymeraasin tyyppi) voi syntetisoida uuden DNA-juosteen alukkeista.Taq-polymeraasi on peräisin kuumissa lähteissä elävästä bakteerista, joka kestää korkeita lämpötiloja, joita käytetään PCR:ssä.
Yhden PCR-syklin jälkeen tuloksena on kaksi kopiota kohde-DNA-sekvenssistä.Toistamalla kolme vaihetta useiden syklien ajan (tyypillisesti 30-40), kohde-DNA-sekvenssin kopioiden määrää voidaan lisätä eksponentiaalisesti.Tämä tarkoittaa, että jopa pieni määrä lähtö-DNA:ta voidaan monistaa miljoonien tai jopa miljardien kopioiden tuottamiseksi.
PCR:llä on lukuisia sovelluksia tutkimuksessa ja diagnostiikassa.Sitä käytetään genetiikassa geenien ja mutaatioiden toiminnan tutkimiseen, oikeuslääketieteessä DNA-todisteiden analysointiin, tartuntatautien diagnosoinnissa patogeenien havaitsemiseen ja synnytystä edeltävässä diagnoosissa sikiön geneettisten häiriöiden seulomiseen.
PCR on myös mukautettu käytettäväksi useissa muunnelmissa, kuten kvantitatiivisessa PCR:ssä (qPCR), joka mahdollistaa DNA:n määrän mittaamisen, ja käänteistranskriptio-PCR:ssä (RT-PCR), jota voidaan käyttää RNA-sekvenssien monistamiseen.
Monista sovelluksistaan huolimatta PCR:llä on rajoituksia.Se vaatii tietoa kohdesekvenssistä ja sopivien alukkeiden suunnittelusta, ja se voi olla altis virheille, jos reaktio-olosuhteita ei ole optimoitu oikein.Huolellisella kokeellisella suunnittelulla ja toteutuksella PCR on kuitenkin edelleen yksi tehokkaimmista työkaluista molekyylibiologiassa.
Postitusaika: 22.2.2023