تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) هو طريقة في البيولوجيا الجزيئية تسمح لك باكتشاف كميات صغيرة من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) في المواد البيولوجية ، وبشكل أكثر دقة ، أجزاء معينة منه ، ومضاعفتها عدة مرات. ثم يتم التعرف عليها بصريًا بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام. تم تطوير التفاعل في عام 1983 بواسطة K. Mullis وتم تضمينه في قائمة الاكتشافات البارزة في السنوات الأخيرة.
ما هي آليات تفاعل البوليميراز المتسلسل
تعتمد التقنية بأكملها على قدرة الأحماض النووية على التكاثر الذاتي ، والتي يتم تنفيذها في هذه الحالة بشكل مصطنع في المختبر. قد لا يبدأ تكاثر الحمض النووي في أي منطقة من الجزيء ، ولكن فقط في المناطق التي بها تسلسل نوكليوتيد معين - شظايا البداية. من أجل بدء تفاعل البلمرة المتسلسل ، هناك حاجة إلى مواد أولية (أو مجسات DNA). هذه أجزاء قصيرة من سلسلة DNA ذات تسلسل نيوكليوتيد معين. إنها مكملة (أي المقابلة) لمناطق البداية من الحمض النووي للعينة.
بالطبع ، من أجل إنشاء بادئات ، يجب على العلماء دراسة تسلسل النوكليوتيدات للحمض النووي المتضمن في هذه التقنية. إن تحقيقات الحمض النووي هذه هي التي توفر خصوصية التفاعل وبدءه. لن يستمر تفاعل البلمرة المتسلسل إذا لم يتم العثور على جزيء واحد على الأقل من الحمض النووي المطلوب في العينة. بشكل عام ، تعتبر المواد الأولية المذكورة أعلاه ، وهي مجموعة من النيوكليوتيدات ، وبوليميراز DNA المقاوم للحرارة ضرورية لحدوث التفاعل. هذا الأخير عبارة عن إنزيم - محفز لتخليق جزيئات الحمض النووي الجديدة بناءً على العينة. يتم دمج كل هذه المواد ، بما في ذلك المواد البيولوجية التي يلزم فيها الكشف عن الحمض النووي ، في خليط تفاعل (محلول). يتم وضعه في منظم حرارة خاص يقوم بإجراء تسخين وتبريد سريع للغاية لوقت معين - دورة. عادة هناك 30-50.
كيف يعمل هذا التفاعل
يكمن جوهرها في حقيقة أنه خلال دورة واحدة يتم ربط المواد الأولية بالأقسام المرغوبة من الحمض النووي ، وبعد ذلك يتم مضاعفتها تحت تأثير الإنزيم. بناءً على خيوط الحمض النووي الناتجة ، يتم تصنيع أجزاء متطابقة جديدة وجديدة من الجزيء في دورات لاحقة.
يستمر تفاعل البلمرة المتسلسل بالتتابع ، وتتميز مراحلها التالية. الأول يتميز بمضاعفة كمية المنتج خلال كل دورة تسخين وتبريد. في المرحلة الثانية ، يتباطأ التفاعل ، حيث يتلف الإنزيم ويفقد النشاط أيضًا. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استنفاد احتياطيات النيوكليوتيدات والبادئات. في المرحلة الأخيرة - مرحلة الاستقرار - لم تعد المنتجات تتراكم ،لأن الكواشف خارج.
أين يتم استخدامه
مما لا شك فيه أن تفاعل البوليميراز المتسلسل يجد أوسع تطبيق في الطب والعلوم. يتم استخدامه في علم الأحياء العام والخاص والطب البيطري والصيدلة وحتى علم البيئة. علاوة على ذلك ، في الأخير يفعلون ذلك لمراقبة جودة المنتجات الغذائية والأشياء البيئية. يستخدم تفاعل البلمرة المتسلسل بنشاط في ممارسة الطب الشرعي لتأكيد الأبوة وتحديد هوية الشخص. في الطب الشرعي ، وكذلك في علم الحفريات ، غالبًا ما تكون هذه التقنية هي السبيل الوحيد للخروج ، حيث يتوفر القليل جدًا من الحمض النووي للبحث. بالطبع ، وجدت هذه الطريقة تطبيقًا واسعًا جدًا في الطب العملي. هناك حاجة في مجالات مثل الوراثة والأمراض المعدية وأمراض الأورام.
