Polymerase-kettingreactie (PCR) is een methodemoleculaire biologie, waarmee u in biologisch materiaal kleine hoeveelheden desoxyribonucleïnezuur (DNA), meer bepaald, bepaalde fragmenten ervan kunt detecteren en deze vele malen kunt vermenigvuldigen. Ze worden vervolgens visueel geïdentificeerd door gelelektroforese. De reactie is in 1983 ontwikkeld door K. Mullis en is opgenomen in de lijst van opmerkelijke ontdekkingen van de afgelopen jaren.
De hele techniek is gebaseerd op het vermogennucleïnezuren voor onafhankelijke replicatie, die in dit geval kunstmatig in een laboratorium wordt uitgevoerd. DNA-reproductie kan niet in elk gebied van het molecuul beginnen, maar alleen in gebieden met een bepaalde sequentie van nucleotiden - startfragmenten. Om de polymerase-kettingreactie te laten starten, zijn primers (of DNA-probes) nodig. Dit zijn korte fragmenten van een DNA-ketting met een bepaalde nucleotidesequentie. Ze zijn complementair (d.w.z. corresponderend) met de startplaatsen van het DNA van het monster.
Разумеется, чтобы создать праймеры, ученые должны bestudeer de nucleotidesequentie van het nucleïnezuur dat bij de techniek betrokken is. Het zijn deze DNA-sondes die de specificiteit van de reactie en de initiatie ervan verschaffen. De polymerasekettingreactie werkt niet als het monster niet ten minste één molecuul van het gewenste DNA bevat. Over het algemeen vereist de reactie de bovengenoemde primers, een set nucleotiden en een hittebestendig DNA-polymerase. Dit laatste is een enzym - een katalysator voor de synthese van nieuwe nucleïnezuurmoleculen op basis van een monster. Al deze stoffen, inclusief het biologische materiaal waarin DNA moet worden gedetecteerd, worden gecombineerd tot een reactiemengsel (oplossing). Het wordt in een speciale thermostaat geplaatst die in een bepaalde tijd - een cyclus - zeer snel opwarmt en afkoelt. Meestal zijn het er 30-50.
Hoe verloopt deze reactie?
De essentie is dat tijdens één cyclusprimers worden aan de gewenste delen van DNA gehecht, waarna het door een enzym wordt gedupliceerd. Op basis van de resulterende DNA-strengen worden in opeenvolgende cycli nieuwe en nieuwe identieke fragmenten van het molecuul gesynthetiseerd.
De polymerasekettingreactie verloopt opeenvolgend,de volgende fasen worden onderscheiden. De eerste wordt gekenmerkt door een verdubbeling van de hoeveelheid product tijdens elke verwarmings- en koelcyclus. In de tweede fase wordt de reactie vertraagd, omdat het enzym wordt beschadigd en ook zijn activiteit verliest. Bovendien raken de reserves van nucleotiden en primers uitgeput. In het laatste stadium - een plateau - hopen de producten zich niet meer op, omdat de reagentia op zijn.
Waar wordt het gebruikt
Ongetwijfeld de breedste toepassing van polymerasekettingreacties in de geneeskunde en de wetenschap. Het wordt gebruikt in de algemene en particuliere biologie, diergeneeskunde, farmacie en zelfs ecologie. Bovendien doen ze in het laatste om de kwaliteit van voedsel en objecten in de externe omgeving te volgen. De polymerase-kettingreactie wordt actief gebruikt in de forensische praktijk om het vaderschap te bevestigen en de persoonlijkheid van een persoon te identificeren. In de forensische geneeskunde en in de paleontologie is deze techniek vaak de enige uitweg, omdat er meestal een extreem kleine hoeveelheid DNA beschikbaar is voor onderzoek. Natuurlijk heeft de methode een zeer brede toepassing gevonden in de praktische geneeskunde. Het is nodig op gebieden als genetica, infectieuze en oncologische ziekten.
