PCR ali verižna reakcija s polimerazo je tehnika, ki se uporablja za pomnoževanje zaporedij DNA.Prvič ga je v osemdesetih letih prejšnjega stoletja razvil Kary Mullis, ki je leta 1993 za svoje delo prejel Nobelovo nagrado za kemijo.PCR je revolucioniral molekularno biologijo in raziskovalcem omogočil, da pomnožijo DNK iz majhnih vzorcev in jo podrobno preučijo.
PCR je tristopenjski postopek, ki poteka v termalnem ciklerju, stroju, ki lahko hitro spremeni temperaturo reakcijske mešanice.Trije koraki so denaturacija, žarjenje in podaljšanje.
V prvem koraku, denaturaciji, se dvoverižna DNK segreje na visoko temperaturo (običajno okoli 95 °C), da se prekinejo vodikove vezi, ki držijo dve verigi skupaj.Posledica tega sta dve enoverižni molekuli DNA.
V drugem koraku, žarjenju, se temperatura zniža na približno 55 °C, da se primerji lahko prižgejo s komplementarnimi sekvencami na enoverižni DNA.Primerji so kratki deli DNK, ki so zasnovani tako, da se ujemajo z zanimivimi zaporedji na ciljni DNK.
V tretjem koraku, podaljšanju, se temperatura dvigne na približno 72 °C, da se omogoči polimerazi Taq (vrsti polimeraze DNA) sintetizirati novo verigo DNA iz začetnih oligonukleotin.Taq polimeraza je pridobljena iz bakterije, ki živi v vročih vrelcih in je sposobna prenesti visoke temperature, ki se uporabljajo pri PCR.
Po enem ciklu PCR sta rezultat dve kopiji ciljnega zaporedja DNA.S ponavljanjem treh korakov za več ciklov (običajno 30-40) se lahko število kopij ciljnega zaporedja DNK eksponentno poveča.To pomeni, da je mogoče celo majhno količino začetne DNK pomnožiti v milijone ali celo milijarde kopij.
PCR ima številne aplikacije v raziskavah in diagnostiki.Uporablja se v genetiki za preučevanje delovanja genov in mutacij, v forenziki za analizo dokazov DNK, pri diagnostiki nalezljivih bolezni za odkrivanje prisotnosti patogenov in v prenatalni diagnostiki za odkrivanje genetskih motenj pri plodu.
PCR je bil prav tako prilagojen za uporabo v številnih različicah, kot je kvantitativni PCR (qPCR), ki omogoča merjenje količine DNA, in PCR z reverzno transkripcijo (RT-PCR), ki se lahko uporablja za pomnoževanje zaporedij RNA.
Kljub številnim aplikacijam ima PCR omejitve.Zahteva poznavanje ciljnega zaporedja in načrtovanja ustreznih primerjev, poleg tega pa je lahko nagnjen k napakam, če reakcijski pogoji niso pravilno optimizirani.Vendar s skrbnim eksperimentalnim načrtovanjem in izvedbo PCR ostaja eno najmočnejših orodij v molekularni biologiji.
Čas objave: 22. februarja 2023