DNA termal döngüleyicinin DNA ipliklerini kopyalamak için polimeraz zincir reaksiyonunu nasıl kullandığını öğrenin DNA'nın belirli segmentleri, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) teknikleri kullanılarak bir laboratuvarda çoğaltılır (kopyalanır) Encyclopædia Britannica, Inc. Bu makale için tüm videoları görün
Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) DNA'nın belirli bir bölümünün çok sayıda kopyasını hızlı ve doğru bir şekilde yapmak için kullanılan bir teknik. Polimeraz zincir reaksiyonu, araştırmacıların moleküler biyoloji, adli analiz, evrimsel biyoloji ve tıbbi teşhiste çeşitli deneyler ve prosedürler için gerekli olan büyük miktarlarda DNA'yı elde etmelerini sağlar.
polimeraz zincir reaksiyonu Polimeraz zincir reaksiyonunun üç aşamalı süreci. Ansiklopedi Britannica, Inc.
PCR 1983 yılında Amerikalı Kary B. Mullis tarafından geliştirilmiştir. biyokimyacı icadıyla 1993 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazandı. PCR'nin geliştirilmesinden önce, çoğaltmak veya kopyalarını oluşturmak için kullanılan yöntemler, rekombinant DNA parçalar zaman alıcı ve emek yoğundu. Buna karşılık, PCR reaksiyonlarını yürütmek için tasarlanmış bir makine, sadece birkaç saat içinde bir DNA parçasının milyarlarca kopyasını üreterek birçok replikasyon turunu tamamlayabilir.
PCR tekniği, bir hücrenin yeni bir DNA zincirini kopyalamak için kullandığı doğal süreçlere dayanır. PCR için sadece birkaç biyolojik bileşen gereklidir. integral bileşen şablon DNA'dır - yani bir gen gibi kopyalanacak bölgeyi içeren DNA'dır. Bir DNA molekülü kadar küçük bir şablon olarak hizmet edebilir. Bu parçanın kopyalanması için gereken tek bilgi, ilgilenilen bölgenin her iki ucundaki iki kısa nükleotit bölgesinin (DNA'nın alt birimleri) dizisidir. Bu iki kısa şablon dizi, iki primerin -kalıp dizilerine karşılık gelen kısa nükleotid dizileri- sentezlenebilsin diye bilinmelidir. Primerler, tamamlayıcı sitelerinde şablona bağlanır veya tavlanır ve kopyalama için başlangıç noktası olarak hizmet eder. Bir primerdeki DNA sentezi diğerine doğru yönlendirilir ve istenen araya giren dizinin replikasyonu ile sonuçlanır. Ayrıca, yeni DNA zincirlerini oluşturmak için kullanılan serbest nükleotidlere ve şablonun talimatlarına göre serbest nükleotidleri sırayla ekleyerek yapıyı yapan bir DNA polimerazına ihtiyaç vardır.
PCR, tekrarlanan döngülerde gerçekleştirilen üç aşamalı bir işlemdir. İlk adım, DNA molekülünün iki ipliğinin denatürasyonu veya ayrılmasıdır. Bu, başlangıç materyalinin yaklaşık 95 °C (203 °F) sıcaklıklara ısıtılmasıyla gerçekleştirilir. Her iplikçik, üzerine yeni bir iplikçik inşa edilen bir şablondur. İkinci adımda, astarların şablona tavlanabilmesi için sıcaklık yaklaşık 55 °C'ye (131 °F) düşürülür. Üçüncü adımda, sıcaklık yaklaşık 72 °C'ye (162 °F) yükseltilir ve DNA polimeraz, tavlanmış primerlerin uçlarına nükleotidler eklemeye başlar. Yaklaşık beş dakika süren döngünün sonunda sıcaklık yükseltilir ve süreç yeniden başlar. Her döngüden sonra kopya sayısı iki katına çıkar. Genellikle 25 ila 30 döngü yeterli miktarda DNA üretir.
Orijinal PCR prosedüründe bir problem, denatürasyon için gereken yüksek sıcaklıklarda stabil olmadığı için DNA polimerazın her döngüden sonra yenilenmesi gerekmesiydi. Bu problem 1987 yılında ısıya dayanıklı DNA polimeraz adı verilen keşfiyle çözüldü. tak , termofilik bakteriden izole edilen bir enzim termos aquaticus , ikamet eden Kaplıcalar . tak polimeraz ayrıca PCR makinesinin icadına da yol açtı.
Çok çeşitli kaynaklardan gelen DNA amplifiye edilebildiğinden, teknik birçok alana uygulanmıştır. PCR, genetik hastalığı teşhis etmek ve düşük viral enfeksiyon seviyelerini tespit etmek için kullanılır. Adli tıpta küçük kan ve diğer kan izlerini analiz etmek için kullanılır. Dokular Vericinin genetik parmak izinden kimliğini belirlemek için. Teknik aynı zamanda, 40.000 yıllık donmuş yünlü mamutunkiler veya bir dokuda bulunan 7.500 yaşındaki bir insanınki gibi korunmuş dokularda bulunan DNA parçalarını çoğaltmak için de kullanılmıştır. turba kitap.
