ما الذي نتحدث عنه عندما نتحدث عن PCR؟

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) هو تقنية بيولوجيا جزيئية تستخدم تضخيم أجزاء معينة من الحمض النووي في المختبر ، على غرار عملية النسخ الطبيعية للحمض النووي. تتضمن العناصر الخمسة المشاركة في تفاعل تجارب تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) قالب الحمض النووي ، والبادئات ، و 4 أنواع من الديوكسينوكليوتيدات ، وبوليميراز الحمض النووي ، والمغنيسيوم 2 ، وجزء الحمض النووي المراد تضخيمه ، كما تخضع المواد الأولية المكونة من خيوط قليلة النوكليوتيد على كلا الجانبين لدورات متعددة من الخطوات الثلاث. تفاعل "التمسخ عند درجة حرارة عالية - التلدين بدرجة حرارة منخفضة - التمديد التمهيدي" ، بحيث يزداد عدد شظايا الحمض النووي بشكل كبير ، وذلك للحصول على عدد كبير من شظايا الجينات المحددة التي نحتاجها في وقت قصير.

تأسست تقنية PCR في عام 1983 من قبل Kary Mullis من PE Cetus في الولايات المتحدة ، والتي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء في عام 1993. يمكن لهذه التقنية تضخيم أجزاء معينة من الحمض النووي في أنبوب اختبار ملايين المرات في غضون ساعات ، وهذه التكنولوجيا للحصول بسرعة على عدد كبير من شظايا الحمض النووي المنفردة ذات أهمية كبيرة في مجال أبحاث البيولوجيا الجزيئية ، والتي تعزز بشكل كبير تقدم أبحاث علوم الحياة. علاوة على ذلك ، فهي ليست فقط أكثر التقنيات المستخدمة شيوعًا تحليل الحمض النووي ، ولكن له أيضًا قيمة تطبيق مهمة في إعادة تركيب الحمض النووي والتعبير ، وتحليل بنية الجينات والكشف الوظيفي.

تمسخ من قالب الحمض النووي: يتم تسخين جزء الحمض النووي المنسوخ في ظل ظروف أعلى من Tm (93 ~ 95 درجة مئوية) ، بحيث يتم كسر الرابطة الهيدروجينية لهيكل الحلزون المزدوج للحمض النووي بواسطة اللولب الثاني ، مما يؤدي إلى تكوين جزيئين منفرد تقطعت بهم السبل كقوالب لتفاعل التضخيم من أجل الارتباط بالبادئات والاستعداد للجولة التالية من التفاعل.

التلدين من قالب الحمض النووي والبادئات: هذه الخطوة ، المعروفة أيضًا باسم إعادة التأهيل ، تقلل درجة حرارة نظام التفاعل إلى ما دون درجة حرارة نقطة الانصهار لأوليغنوكليوتيدات (بادئات) (40 ~ 70 درجة مئوية) بحيث يمكن أن تكون المواد الأولية مكملة ومُقترنة مع قالب تسلسل الحمض النووي لتشكيل حبلا هجين.

التمهيدي امتداد : يتم رفع درجة حرارة نظام التفاعل إلى حوالي 72 درجة مئوية ، في هذا الوقت يأخذ نظام التفاعل dNTP كمواد خام للتفاعل ، والتسلسل المستهدف كقالب ووفقًا لمبدأ الاقتران التكميلي الأساسي والتكرار شبه المحفوظ ، تحت تأثير بوليميراز DNA Taq ، يستمر حبلا التهجين في التمدد حتى يتم تشكيل خيط مزدوج جديد من الحمض النووي ، ويمكن تسمية هذا الخيط الجديد بنموذج الدورة التالية.

يستغرق الأمر من 2 إلى 4 دقائق لإكمال كل دورة ، ويمكن لساعتين إلى 3 ساعات تضخيم الجين ليتم توسيعه ملايين المرات.

استنادًا إلى PCR ، التقنيات ذات الصلة شائعة الاستخدام في تشمل الدراسات التجريبية المختلفة النسخ العكسي PCR ، و PCR أحادي الخلية ، وطفرة النقطة الثابتة التي يسببها PCR ، و PCR في الموقع ، و PCR الكمي ، و PCR الرقمي. بعد ما يقرب من 30 عامًا من التطوير ، تم استخدام تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل على نطاق واسع في العديد من البحوث الأساسية والتشخيص المختبري السريري ، مثل أقسام المختبرات في بعض المستشفيات أيضًا بدأت في توحيد مشاريع الكشف عن تفاعل البوليميراز المتسلسل الفلوري في الوقت الفعلي لتوفير مزيد من مراقبة المرض والتشخيص علاج المريض. استخدم المؤلف أيضًا مضانًا كميًا PCR لتحديد التعبير عن جين معين مضاد للذبول Verticillium في جذر المادة الحساسة "Olecra longicorn" في أوقات مختلفة بعد الإصابة بـ Rotissellium dahlia.