Przejdź do głównej zawartości

Jak schwytać mordercę, czy poznać bliżej mamuta – czyli o reakcji PCR

W wielu naszych artykułach piszemy o diagnostyce za pomocą reakcji PCR. Bez niej współczesna genetyka praktycznie by nie istniała. Dzięki reakcji PCR możemy zdiagnozować wiele chorób zakaźnych, analizować markery nowotworowe, a nawet zbadać pokrewieństwo. Reakcja ta znajduje zastosowanie w medycynie, genealogii i kryminalistyce. Pozwala na zbadanie mikroilości DNA, dzięki czemu możemy schwytać sprawce zbrodni. A co to za reakcja i na czym polega?

PCR – czyli reakcja łańcuchowej polimerazy ( z ang. polymerase chain reaction), to reakcja pozwalająca na powielenie nawet malutkiej ilości DNA. Dzięki niej możemy uzyskać wystarczającą ilość kopii materiału genetycznego, aby przeprowadzić na nim rozmaite analizy. Polega ona na wielokrotnym ogrzewaniu i oziębianiu próbki. Urządzenie zapewniające odpowiednie temperatury w powtarzających się cyklach nazywamy termocyklem.
Technikę PCR odkrył w 1983 roku amerykański biochemik Kary Mullis. Dziesięć lat później otrzymał za to odkrycie najwyższe wyróżnienie – nagrodę Nobla. Co ciekawe ów Pan twierdzi, że swoje odkrycie zawdzięcza eksperymentowaniu z LSD. W jednym z wywiadów przyznał, że prawdopodobnie gdyby nie ta halucynogenna substancja, nigdy nie wpadł by na pomysł, który zrewolucjonizował współczesną medycynę i naukę. 
 
Jakie są składniki reakcji PCR?

  • Matrycowy DNA – czyli fragment materiału genetycznego jaki chcemy powielić,
  • Mieszanka czterech nukleotydów, które służą do budowy powielanych fragmentów DNA,
  • Startery (tzw. primery) – krótkie odcinki DNA komplementarne do obu końców interesującego nas genu (matrycy),
  • Polimerazę DNA odporną na działanie wysokich temperatur np. polimeraza Taq wyizolowana z bakterii Thermus aquaticus,
  • Dwuwartościowe jony, które są niezbędne do prawidłowego działania enzymu – polimerazy DNA,
  • Bufor reakcyjny – zapewnia odpowiednie pH

Etapy reakcji PCR:

  1. Denaturacja: ogrzewanie próbki do ok. 95 stopni w celu rozplecenia podwójnej helisy DNA. Zwykle trwa 15-45 sekund. Wstępna denaturacja przed rozpoczęciem szeregu cykli reakcji PCR zwykle wynosi 3-5minut.
  2. Przyłączanie odcinków starterowych tzw. annealing. Zachodzi w temperaturze 45 – 65 stopni i trwa około minuty.
  3. Elongacja – czyli wydłużanie starterów – synteza komplementarnego do matrycy DNA. Następuje podwyższenie temperatury do około 75 stopni. Trwa przeciętnie 30-40 sekund.

Schwytać przestępcę, poznać genom mamuta – czyli zastosowania reakcji PCR.

Reakcja łańcuchowej polimerazy ma bardzo szeroki wachlarz zastosowań. W kryminalistyce pozwala na analizę bardzo małych ilości DNA pozostawionych na miejscach zbrodni, co pozwala schwytać przestępcę w szybkim tempie. Dzięki takim badaniom DNA udało się między innymi schwytać seryjnego gwałciciela z Kielc. Inne zastosowania reakcji PCR to szeroko pojęta diagnostyka medyczna – od chorób pasożytniczych, przenoszonych drogą płciową – po markery nowotworowe, które pozwalają w pewnym stopniu przewidzieć ryzyko zachorowania. Dzięki reakcji PCR możliwe jest również sekwencjonowanie czy klonowanie genów. Zastosowanie znajduje także w genealogii i paleontologii. To z pomocą reakcji PCR udało się zsekwencjonować mitochondrialne DNA mamuta, zachowane przez około 32 tysiące lat! Tak więc jak widzimy osiągnięcia Pana Mullisa nie poszły na marne. Nawet jeśli do ich odkrycia przyczyniło się LSD:). 


Komentarze

POPULARNE POSTY

10 cech uwarunkowanych przez geny

Jeśli chcemy wiedzieć jak będziemy wyglądać w wieku dorosłym, czy na starość – wystarczy spojrzeć na swoich rodziców. I podobnie, możemy przewidzieć wygląd naszego dziecka – patrząc na siebie nasz materiał genetyczny to 46 chromosomów, z czego 23 dziedziczymy od ojca, a 23 od matki. Już w momencie zapłodnienia jesteśmy „zaprogramowani” na to jaki będziemy mieć kolor oczu, włosów, wzrost, jak duży będzie nasz iloraz inteligencji i jaki będzie nasz temperament. Mimo, iż połowę DNA dziedziczymy od ojca, a połowę od matki, nigdy dziecko nie wygląda w połowie jak tata, a w połowię jak mama. Dlaczego? Ponieważ istnieją różne warianty tych samych genów: dominujące i recesywne. Gdy w parze chromosomów odziedziczymy wariant dominujący i recesywny, wówczas dziecko odziedziczy cechę dominującą. Ale nie zawsze za nasze cechy odpowiada jeden gen. Często też warunki środowiskowe mają wpływ na to jak się zachowujemy i jak wyglądamy.

Zespół niepękającego pęcherzyka Graafa – LUF

Czym jest Zespół LUF?
    U każdej zdrowej kobiety, podczas cyklu menstruacyjnego - mniej więcej około 14 dnia, dochodzi do pęknięcia pęcherzyka Graafa i uwolnienia komórki jajowej. Wszystko sterowane jest za pomocą hormonów. Gwałtowny wzrost poziomu hormonu luteinizującego (LH), prowadzi do tzw. „luteinizacji” - pęcherzyki jajnikowe przekształcają się w ciałko żółte. A jak jest u kobiet z zespołem LUF?

„Historia dildo – od prehistorii aż do dziś”

Nie tak dawno, na naszym blogu pojawił się artykuł dotyczący najnowszych badań nad wyhodowaniem sztucznego penisa. Tak jak w tamtym przypadku sprawa była poważna, tak dziś nieco bardziej humorystycznie - zajmiemy się sztucznymi penisami, które pochodzą sprzed kilku, a nawet kilkudziesięciu tysięcy lat. A konkretnie zajmiemy się tematem erotycznych zabawek sprzed wieków.