PCR, eller polymeraskedjereaktion, är en teknik som används för att amplifiera DNA-sekvenser.Den utvecklades först på 1980-talet av Kary Mullis, som tilldelades Nobelpriset i kemi 1993 för sitt arbete.PCR har revolutionerat molekylärbiologin och gjort det möjligt för forskare att amplifiera DNA från små prover och studera det i detalj.
PCR är en trestegsprocess som äger rum i en termisk cykler, en maskin som snabbt kan ändra temperaturen på en reaktionsblandning.De tre stegen är denaturering, hybridisering och förlängning.
I det första steget, denaturering, värms det dubbelsträngade DNA:t till en hög temperatur (vanligtvis runt 95°C) för att bryta vätebindningarna som håller ihop de två strängarna.Detta resulterar i två enkelsträngade DNA-molekyler.
I det andra steget, hybridisering, sänks temperaturen till cirka 55°C för att tillåta primrarna att hybridisera till de komplementära sekvenserna på det enkelsträngade DNA:t.Primers är korta bitar av DNA som är designade för att matcha sekvenserna av intresse på mål-DNA:t.
I det tredje steget, förlängning, höjs temperaturen till cirka 72°C för att tillåta Taq-polymeraset (en typ av DNA-polymeras) att syntetisera en ny DNA-sträng från primrarna.Taq-polymeraset kommer från en bakterie som lever i varma källor och som klarar de höga temperaturer som används vid PCR.
Efter en PCR-cykel är resultatet två kopior av mål-DNA-sekvensen.Genom att upprepa de tre stegen under ett antal cykler (typiskt 30-40), kan antalet kopior av mål-DNA-sekvensen ökas exponentiellt.Detta innebär att även en liten mängd start-DNA kan amplifieras för att producera miljoner eller till och med miljarder kopior.
PCR har många tillämpningar inom forskning och diagnostik.Det används inom genetik för att studera funktionen hos gener och mutationer, inom kriminalteknik för att analysera DNA-bevis, vid diagnostik av infektionssjukdomar för att upptäcka förekomsten av patogener och i prenatal diagnos för att screena för genetiska störningar hos foster.
PCR har också anpassats för användning i ett antal variationer, såsom kvantitativ PCR (qPCR), som gör att mängden DNA kan mätas och omvänd transkriptions-PCR (RT-PCR), som kan användas för att amplifiera RNA-sekvenser.
Trots sina många tillämpningar har PCR begränsningar.Det kräver kunskap om målsekvensen och utformningen av lämpliga primrar, och det kan vara benäget att göra fel om reaktionsförhållandena inte är korrekt optimerade.Men med noggrann experimentell design och utförande förblir PCR ett av de mest kraftfulla verktygen inom molekylärbiologi.
Posttid: 22-2-2023