ポリメラーゼ連鎖反応は、遺伝物質からのセクションを複製する分子生物学からの手順を表します（デオキシリボ核酸、DNA）。 微量のDNAから何百万もの同一のコピーが生成されます。 このようにして、さまざまな調査に十分な量が利用可能になります。
ポリメラーゼ連鎖反応とは何ですか？
ポリメラーゼ連鎖反応は、遺伝物質からセクションを複製する分子生物学の方法を表しています（デオキシリボ核酸、DNA）。 ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）という用語は、酵素であるポリメラーゼ（DNAポリメラーゼ）の助けを借りたin vitro（ラテン語：ガラス内）反応を表します。 遺伝子 シーケンス。 反応の生成物は、この反応の新しいサイクルの出発物質でもあります。 の数 倍増すると同時に、新しいサイクルのテンプレートとして機能します。 これは指数乗算と呼ばれます。 それは連鎖反応と同様に、実験室で数分の高速で行われます。 この実験室プロセスは、複製中に自然条件下で発生する遺伝情報（DNA）の複製を模倣します。 アメリカの化学者KBMullisは、このプロセスの発見者と見なされています。 1983年に彼はこのDNA合成プロセスを導入し、XNUMX年後にノーベル化学賞を受賞しました。
機能、効果、および目標
生物では、 染色体 PCRを使用して増幅できない長さを持っています。 代わりに、定義されたセクションを増幅するために適用されます。 これは遺伝子である可能性があり、 遺伝子、またはに転写されていない地域 タンパク質つまり、ノンコーディングです。 これらのセクションは通常、XNUMXセットあたり約XNUMX億塩基対の約XNUMX倍であるのに対し、XNUMX塩基対以下で構成されています。 染色体 人間で。 ポリメラーゼ連鎖反応には、構造が少なくとも部分的に知られている必要がある一本鎖または二本鎖のDNA鎖が必要です。 酵素、ポリメラーゼに加えて、XNUMXつのプライマーが使用されます。 これらは、開始点と終了点として機能するDNAの構成要素です。 それらは、増幅される領域に正確に一致するシーケンスによって特徴付けられます。 実験室では、ポリメラーゼ連鎖反応はプログラム可能な加熱ブロックで実行されます。 ポリメラーゼ、プライマー、新しい鎖を構築するためのビルディングブロック（デオキシリボヌクレオシド三リン酸）などの必要なコンポーネント、 マグネシウム イオンは緩衝液で一緒に加えられます。 反応の温度-時間プログラムは、94°Cを超える温度での変性から始まります。 このプロセスでは、二本鎖DNAが切断され、一本鎖の形で存在します。 次のステップでは、約70°Cでプライマーが 遺伝子 シーケンスし、酵素反応の開始点を形成します。 ここから、ポリメラーゼは相補鎖を合成します。 次に、変性、プライマー結合、DNA鎖の合成のXNUMXつのステップからなる新しいサイクルが始まります。 ポリメラーゼ連鎖反応は、法医学、臨床診断、および臨床研究で使用されます。 法医学では、DNAはから抽出されます 皮膚, 唾液, 髪、精液または 血 犯罪現場から、増幅後、既知のサンプルと比較し、特定の個人を識別するために使用されます。 この遺伝的指紋を使用して、父性も修正されたアプローチで明らかにすることができます。 病気の解明では、ポリメラーゼ連鎖反応を利用して、関与する遺伝子を検証します。 いくつかの細菌感染症は、特定の配列を認識することによって分類することができます。 ウイルス性疾患は、ウイルスのDNAまたはRNAが形質転換および増幅されたときに特徴づけることができます。 に 血 スクリーニング、検出することが可能です 肝炎 または非常に早い段階でHIVを介した病気。 腫瘍診断では、腫瘍細胞を特定するために使用されます。 これにより、腫瘍を分類し、病気の経過、成功を評価することが可能になります 治療 と予後。 研究では、ポリメラーゼ連鎖反応を使用して、さまざまな病気に関連する遺伝子を特定します。生物のクローニングとは異なり、遺伝子のクローニングでは、遺伝子が増幅されてから、ベクター内の他の生物に転送されます（ラテン語：トラベラー、キャリア）。 これらは、病気をよりよく研究したり、生産したりするためのモデルとして機能することができます タンパク質 として使用できます 薬物.
リスクと危険
ポリメラーゼ連鎖反応は、微量のDNAを検出する上で大きな可能性を秘めています。 多数の可能性を活用し、重大なエラーを防ぐために、特定の前提条件とさまざまなエラーの原因を考慮する必要があります。 配列が少なくとも部分的に知られている遺伝物質のセクションのみを増幅することができます。 この方法では、完全に未知の配列を増幅することはできません。 増幅の産物は後で視覚化することができます。 期待されるシグナルが表示されない場合、シークされたシーケンスは存在していても、偽陰性の結果が存在します。 ほとんどの場合、これは最適化されていない、または最適化が不十分な反応条件の結果です。 これらは、ターゲットシーケンスの関数として決定する必要があります。 この目的のために、さまざまな温度と時間のプロファイル、プライマーの配列と量、および反応混合物中の他の物質の濃度がテストされます。 誤検知の結果は、目的の製品に割り当てることができないシグナルとして表示されます。 主な問題は、研究者または分析対象以外のソースに由来するDNAの汚染によって引き起こされます。 細菌由来のDNAもポリメラーゼ連鎖反応の結果に影響を与えます。 手袋を着用し、細心の注意を払うことにより、そのようなエラーを防ぎ、増幅された産物についての信頼できる結論を定式化することができます。
