Polymerázová řetězová reakce

Z Multimediaexpo.cz

Polymerázová řetězová reakce (PCR, z anglického Polymerase Chain Reaction) je metoda rychlého a snadného zmnožení úseku DNA založena na principu replikace nukleových kyselin. Úseky DNA, které se mají namnožit (amplifikovat) musí být ohraničeny na začátku a na konci tzv. primery (krátkými oligonukleotidy DNA). PCR slouží k vytvoření až mnoha milionů exaktních kopií vzorového fragmentu DNA o maximální délce 10 tisíc nukleotidů (v některých případech bylo dosaženo délky až 40 tisíc ), což umožňuje provést analýzu DNA i z velmi malého vzorku. K syntéze nového vlákna DNA se používá nejčastěji termostabilní DNA polymeráza bakterie Thermus aquaticus, odtud označení Taq polymeráza. PCR probíhá v zařízení zvaném termocykler, které je zkonstruováno tak, aby dokázalo během několika sekund zvýšit nebo snížit teplotu o několik desítek stupňů Celsia.

Metody se využívá nejenom k vědeckým potřebám, ale například i ke kontrole potravin, pro zjišťování GMO a geneticky modifikovaných složek, nebo v kriminalistice při identifikaci osob. Výsledkem PCR je obrovské množství kopií původní sekvence DNA. Metoda je tak citlivá, že dokáže odhalit i jedinou molekulu DNA ve vzorku.

Obsah 1 Postup 2 Využití 3 Objev PCR 4 Reference 5 Externí odkazy

Postup

PCR sestává z několika kroků:

1. Denaturace - DNA se po dobu 20-30 sekund zahřívá na teplotu 94-98 °C. Při této teplotě dochází k rozrušení vodíkových můstků v molekule DNA a k rozvolnění dvoušroubovice. Vzniká tak jednovláknová DNA, na kterou mohou v dalším kroku nasednout primery.
2. Nasednutí primerů - teplota se sníží na 50-65 °C, což umožňuje nasednutí primerů na specifická místa DNA. Na dvouvláknové úseky DNA-primer se váže DNA polymeráza.
3. Syntéza DNA - teplota použitá v této fázi závisí na použité DNA polymeráze. Nejběžnější Taq polymeráza má optimum aktivity na 75-80 °C. V tomto kroku dochází k samotné syntéze DNA. Ve směru od 5' konce ke 3' konci přirůstá vlákno DNA komplementární k původní molekule DNA.

Tyto kroky se cyklicky opakují, pro dostatečnou amplifikaci původní molekuly DNA obvykle postačuje 30 cyklů. V případě, že na začátku byla ve vzorku pouze jediná molekula DNA, po 32 cyklech teoreticky dostaneme až 1 miliardu nasyntetizovaných molekul DNA.

Využití

• Namnožení materiálu pro další biotechnologické metody, jako je:
  • Sekvenování DNA
  • Vytváření fylogenetických stromů podle DNA
  • Analýza genů
  • DNA fingerprinting
• Vnášení mutací do vzorků
• Diagnostika infekčních nemocí
• Zjišťování genetických nemocí
• Identifikace osob

Objev PCR

Metodu PCR objevil Kary Mullis v době, kdy pracoval jako vědec pro společnost Cetus Corporation. Událost popisuje tak, že během cesty po dálnici 128 ze San Francisca do Mendocina ho náhle polymerázová řetězová reakce napadla tak jasně, jako by jí měl v hlavě nakreslenou na tabuli. Od Cetusu za tento nápad obdržel bonus ve výši 10 000 dolarů, přičemž firma technologii později prodala firmě Roche za 300 milionů dolarů. Mullis sám za vynález PCR obdržel v roce 1993, deset let po své cestě ze San Francisca do Mendocina, Nobelovu cenu za chemii.^[1]

Reference

1. ↑ Molecular biology: Understanding the genetic revolution. Elsevier Academic Press (2005), Edited by David P. Clark, ISBN 0-12-175551-7.

Externí odkazy

• http://www.youtube.com/watch?v=x5yPkxCLads

Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu Polymerase chain reaction

Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010
Informace o článku. Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. Tento text je dostupný za podmínek Creative Commons 3.0 Unported – creativecommons.org. Originální článek na české Wikipedii