Reaksi berantai polimer, sifat dan aplikasinya

Polymerase chain reaction (PCR) adalah metode biologi molekuler yang memungkinkan untuk mendeteksi bahan biologis sejumlah kecil asam deoksiribonukleat (DNA), lebih tepatnya, fragmen tertentu daripadanya, dan memperbanyaknya berkali-kali. Mereka kemudian diidentifikasi secara visual dengan elektroforesis gel. Reaksi tersebut dikembangkan pada tahun 1983 oleh K. Mullis dan termasuk dalam daftar penemuan yang beredar beberapa tahun terakhir.

Apa saja mekanisme PCR?

Keseluruhan teknik ini didasarkan pada kemampuan asam nukleat untuk mereplikasi diri, yang dalam hal ini dilakukan secara artifisial di laboratorium. Reproduksi DNA dapat dimulai tidak di area molekul mana pun, namun hanya di daerah dengan urutan nukleotida tertentu - fragmen awal. Agar reaksi berantai polimerase dimulai, primer (atau probe DNA) dibutuhkan. Ini adalah fragmen pendek dari rantai DNA dengan urutan nukleotida tertentu. Mereka saling melengkapi (yaitu, tepat) daerah awal DNA sampel.

Tentu saja, untuk menciptakan primer, ilmuwan perlu mempelajari urutan nukleotida asam nukleat yang berpartisipasi dalam teknik ini. Ini adalah probe DNA yang memastikan spesifisitas reaksi dan inisiasinya. Reaksi rantai polimerase tidak terjadi jika paling tidak ada satu molekul DNA yang diinginkan dalam sampel. Secara umum, primer yang disebutkan di atas, satu set nukleotida, polimerase DNA termal stabil diperlukan untuk melakukan reaksi. Yang terakhir adalah enzim, katalis untuk sintesis molekul asam nukleat baru berdasarkan sampel. Semua zat ini, termasuk bahan biologis, dimana DNA harus dideteksi, digabungkan menjadi campuran reaksi (larutan). Ini ditempatkan dalam termostat khusus, yang melakukan pemanasan dan pendinginan yang sangat cepat dalam siklus waktu tertentu. Biasanya ada 30-50 di antaranya.

Bagaimana reaksi ini?

Esensinya terletak pada kenyataan bahwa selama satu siklus primer melekat pada bagian DNA yang diperlukan, setelah itu berfungsi ganda di bawah tindakan enzim. Berdasarkan untaian DNA yang dihasilkan pada siklus berikutnya, fragmen molekul baru dan baru yang identik dari molekul disintesis.

Reaksi berantai polimerase berlangsung secara berurutan, tahap-tahap berikut diisolasi. Yang pertama ditandai dengan penggandaan jumlah produk selama setiap siklus pemanasan dan pendinginan. Pada tahap kedua, reaksi melambat, karena enzimnya rusak, dan juga kehilangan aktivitasnya. Selain itu, stok nukleotida dan primer habis. Pada tahap terakhir - dataran tinggi - produk tidak lagi terakumulasi, karena reagen sudah berakhir.

Dimana itu digunakan

Tidak diragukan lagi, reaksi berantai polimerase banyak digunakan dalam pengobatan dan sains. Ini digunakan dalam biologi umum dan swasta, kedokteran hewan, farmasi dan bahkan ekologi. Pada akhirnya, hal ini dilakukan untuk memantau kualitas makanan dan objek lingkungan eksternal. Aktif menggunakan polymerase chain reaction dalam praktik forensik untuk mengkonfirmasi ayah dan mengidentifikasi kepribadian seseorang. Dalam pemeriksaan medis forensik, dan juga dalam paleontologi, teknik ini sering merupakan satu-satunya jalan keluar, karena biasanya jumlah DNA sangat kecil tersedia untuk penelitian. Tidak diragukan lagi, penerapan metode yang sangat banyak ditemukan dalam pengobatan praktis. Hal ini diperlukan di bidang genetika, penyakit menular dan onkologis.