ПЦР реакция- полимеразная цепная реакция, про которую можно часто услышать в современном мире на фоне пандемии короновируса. В диагностике заболеваний используется комплекс методов, но именно полимеразная цепная реакция стала популярна. В этой статье мы опишем как работает данный метод простыми словами.
Полимеразная цепная реакция - метод молекулярной биологии, используемый для выявления определенных нуклеотидных последовательностей в изучаемом образце. С помощью данного метода искомый фрагмент ДНК многократно увеличивают и далее секвенируют.
Для постановки реакции ПЦР необходимо подобрать праймер. Праймер- это небольшая последовательность нуклеотидов, т.е. часть искомой ДНК. Также для реакции необходима смесь для ПЦР, вода дистилированная, фермент полимераза и соответственно наш изучаемый образец. В пробирке смешиваем все наши компоненты, тщательно перемешиваем.
Далее подготовленная пробирка отправляется в амплификатор для наработки необходимого фрагмента ДНК. Наш образец при этом проходит 45 различных температурных циклов.
Начинается реакция в амплификаторе с того, что под воздействием температуры связи между цепями в ДНК ослабевают и цепи расходятся, далее происходит отжиг, т.е. присоединяется праймер- фрагмент искомой ДНК. Иными словами если мы ищем в колбасе мясо определенного животного, чтобы определить насколько честно производитель указал компоненты, то мы должны найти ДНК определенного животного, которое было указано в компонентах.
После этого вступает полимераза- фермент который достраивает ДНК. Таким образом, в каждом цикле из одной двуцепочечной ДНК, мы получаем две двуцепочечные ДНК. Наработка продолжается оптимальное количество циклов, а не бесконечно, т.к. полимераза со временем работы ослабевает.
Далее наш образец мы закапываем в специальный агарозный гель с лунками и ставим в форетическую камеру. Здесь применим метод электрофореза, т.е. ДНК имеет заряд и в камере также есть заряд сверху и снизу, таким образом в зависимости от длины фрагмента, вес фрагмента будет отличаться и скорость движения фрагмента в геле также будет отличаться. Для того, чтобы узнать длину наработанного фрагмента сравнивается положение фрагмента и маркер длин в соседней лунке. Таким образом мы можем сделать быстрый анализ на наличие, например, вируса в крови или ДНК определенного животного в пищевом продукте.
Если же мы занимаемся поиском и анализом последовательностей, например, нового вируса, то полученный фрагмент мы вырезаем из геля и очищаем специальными реагентами до получения осадка ДНК, который сможем увидеть невооруженным взглядом.
Осадок ДНК отправляют на секвенирование, т.е. расшифровку последовательности нуклеотидов в данном фрагменте. В специальной базе ДНК можно анализировать и изучать последовательности. В дальнейшем после такой идентификации можно проводить различные исследования, например расшифровать полный геном организма, узнать какие кодируются белки или изучать как изменяются, например вирусы во время выращивания на клетках.
Таким образом ПЦР- анализ применяется для решения многих задач. Метод является достаточно простым, не сильно трудоемким и позволяет быстро узнать есть ли искомая ДНК в образце или нет.
