პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR)
რა არის პჯრ (PCR)?
პჯრ - პოლიმერაზული ჯაჭვული რეაქცია მოლეკულურ ბიოლოგიაში საკმაოდ ფართოდ გამოყენებადი რეაქციაა, რომელიც დნმ-ის კონკრეტული სეგმენტის ამპლიფიკაციას გულისხმობს, რის შედეგადაც დნმ-ის ამ უბნის მილიონობით ასლი მიიღება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ რეაქციის მეშვეობით დნმ-ის მცირე ზომის ერთი სეგმენტისგან მილიონობით ასლი მიიღება. პჯრ რეაქცია დღესდღეობით მრავალი გენეტიკური ტექნოლოგიის საფუძველს წარმოადგენს.
საკვლევი ხსნარის სტანდარტული შემადგენლობა შემდეგია:
-
სამიზნე დნმ-ის უბანი, რომლის შესწავლითაც დაიტერესებულია ლაბორანტი
-
სპეციფიკური პრაიმერები
-
თერმორეზისტენტული ფერმენტი - დნმ პოლიმერაზა
-
ოთხი სხვადასხვა სახის დნმ ნუკლეოტიდების ნაკრები
-
მარილები, რომელიც ფერმენტის აქტიურობისთვის შესაბამის გარემოს ქმნიან.
რას გულისხმობს პჯრ პროცესი?
ნაბიჯი 1: დენატურაცია
ისევე, როგორც დნმ-ის რეპლიკაციისას, პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციის ჩასატარებლად დნმ-ის ორმაგი სპირალის განცალკევებაა საჭირო.
დნმ-ის ორმაგი სპირალის განცალკევება ტემპერატურის მატებით ხდება, რაც კომპლემენტარულ დნმ ჯაჭვებს შორის წყალბადის ბმებს ხლიჩავს. ამ პროცესს დენატურიაცია ეწოდება.
ნაბიჯი 2: ანელინგი (გაგრილება)
სამიზნე დნმ-ის უბანს უკავშირდება კომპლემენტარული პრაიმერები და იწყება პოლიმერიზაცია. ეს მხოლოდ ტემპერატურის შემცირების პირობებში ხორციელდება. თითოეული პრაიმერი თითო ჯაჭვს უკავშირდება.
ნაბიჯი 3: დაგრძელება
ამ ეტაპზე უკვე წარმოიქმნება მრავლობითი დნმ-ის სამიზნე უბანი, სადაც ნიმუშად დნმ-ის საწყისი, სამიზნე მონაკვეთი გამოიყენება. დნმ-პოლიმერაზა თავისუფალ ნუკლეოტიდებს ერთმანეთთან აკავშირებს. ფერმენტის სახის, ძირითადად, Taq პოლიმერაზა გამოიყენება, რომელსაც გამოყოფენ თერმოფილური ბაქტერიისგან - Thermus aquaticus.
პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციის ერთი ციკლის შედეგად წარმოიქმნება სამიზნე დნმ-ის მონაკვეთის ორი ორმაგი ჯაჭვი, საიდანაც თითოელ წყვილში ერთი ჯაჭვი საწყისი დნმ-ისგან შედგება, მეორე კი- ახლადწარმოქმნილია.
ციკლი რამდენიმეჯერ მეორდება (როგორც წესი, 20—30-ჯერ), რათა დნმ-ის საკმარისად დიდი ოდენობა იქნეს მიღებული. მილიარდამდე ასლის მიღებას დაახლოებით 2-3 სთ სჭირდება.
პჯრ ტექნოლოგიები სულ უფრო და უფრო ვითარდება და იხვეწება. მეთოდი სულ უფრო ხელმისაწვდომი, მარტივი და მრავალფეროვან სპეციალისტებზე მორგებული ხდება, განსაკთრებით, როცა საქმე დნმ-ის რაოდენობრივ ანალიზს ეხება. პჯრ-ის ახალი მეთოდები მოიცავს რეალურ დროში რაოდენობრივ ანალიზსა და ციფრულ პჯრ-ს. რაოდენობრივი პჯრ-ის (qPCR) დროს ამპლიფიკაციას რეალურ დროში აკვირდებიან, ციფრული პჯრ კი საშუალებას იძლევა პჯრ პროცესი უფრო პატარა ნაბიჯებად წარმოადგინოს, რაც რაოდენობრივი ანალიზის სიზუსტეს კიდევ უფრო ზრდის.