Hvað er PCR og hvers vegna er það mikilvægt?

PCR, eða pólýmerasa keðjuverkun, er tækni sem notuð er til að magna upp DNA raðir.Það var fyrst þróað á níunda áratugnum af Kary Mullis, sem hlaut Nóbelsverðlaunin í efnafræði árið 1993 fyrir verk sín.PCR hefur gjörbylt sameindalíffræði, sem gerir vísindamönnum kleift að magna upp DNA úr litlum sýnum og rannsaka það í smáatriðum.

PCR er þriggja þrepa ferli sem fer fram í hitahringrás, vél sem getur breytt hitastigi hvarfblöndunnar hratt.Þrjú skrefin eru eðlisbreyting, glæðing og framlenging.
 
Í fyrsta skrefi, eðlisbreytingu, er tvíþátta DNA hitað upp í háan hita (venjulega um 95°C) til að rjúfa vetnistengin sem halda þráðunum tveimur saman.Þetta leiðir til tveggja einþátta DNA sameinda.
 
Í öðru skrefi, tengingu, er hitastigið lækkað í um 55°C til að leyfa primerunum að sameinast við viðbótarröðina á einþátta DNA.Primers eru stuttir stykki af DNA sem eru hönnuð til að passa við áhugaverðar raðir á mark-DNA.
 
Í þriðja skrefi, framlengingu, er hitastigið hækkað í um 72°C til að leyfa Taq pólýmerasanum (tegund af DNA pólýmerasa) að búa til nýjan DNA streng úr frumunum.Taq pólýmerasinn er unninn úr bakteríu sem lifir í hverum og þolir háan hita sem notaður er við PCR.

Eftir eina lotu af PCR er niðurstaðan tvö afrit af mark DNA röðinni.Með því að endurtaka þrjú skref í fjölda lota (venjulega 30-40) er hægt að auka fjölda eintaka af DNA markröðinni veldisvísis.Þetta þýðir að jafnvel örlítið af upphafs-DNA er hægt að magna upp til að framleiða milljónir eða jafnvel milljarða eintaka.

 
PCR hefur fjölmörg forrit í rannsóknum og greiningu.Það er notað í erfðafræði til að rannsaka virkni gena og stökkbreytinga, í réttarrannsóknum til að greina DNA vísbendingar, við greiningu smitsjúkdóma til að greina tilvist sýkla og í fæðingargreiningu til að skima fyrir erfðasjúkdómum í fóstrum.
 
PCR hefur einnig verið aðlagað til notkunar í fjölda afbrigða, svo sem magn PCR (qPCR), sem gerir kleift að mæla magn DNA og öfugumritunar PCR (RT-PCR), sem hægt er að nota til að magna upp RNA röð.

Þrátt fyrir mörg forritin hefur PCR takmarkanir.Það krefst þekkingar á markröðinni og hönnun viðeigandi primera og það getur verið viðkvæmt fyrir mistökum ef hvarfaðstæður eru ekki fínstilltar á réttan hátt.Hins vegar, með nákvæmri tilraunahönnun og framkvæmd, er PCR enn eitt öflugasta tækið í sameindalíffræði.