Reacția în lanț a polimerazei - Tratament, efecte și riscuri

Reacție în lanț a polimerazei este o metodă din biologia moleculară care reproduce secțiuni de material genetic (acid dezoxiribonucleic, ADN). Milioane de copii identice sunt realizate din cele mai mici cantități de ADN. În acest fel, sunt disponibile cantități care sunt suficiente pentru diverse investigații.

Cuprins

Care este reacția în lanț a polimerazei?

Termenul de reacție în lanț a polimerazei (în engleză: Polymerase Chain Reaction, PCR) descrie conversia in vitro (latină: în sticlă) cu ajutorul unei enzime, polimeraza (ADN polimeraza), care duce la duplicarea anumitor secvențe genetice. Produsul reacției este, de asemenea, materia primă pentru un nou ciclu al acestei reacții. Numărul de molecule se dublează și, în același timp, servește drept șablon pentru un nou ciclu. Se vorbește despre o multiplicare exponențială.

Are loc în laborator la o viteză mare de câteva minute, similar cu o reacție în lanț. În această procedură de laborator, duplicarea informațiilor genetice (ADN) care apare în condiții naturale este mimată în timpul replicării. Chimistul american K. B. Mullis este considerat a fi descoperitorul acestui proces. El a introdus această metodă de sinteză a ADN-ului în 1983 și a primit premiul Nobel pentru chimie zece ani mai târziu.

Funcția, efectul și obiectivele

Aceste segmente nu depășesc de obicei trei mii de perechi de baze, comparativ cu aproximativ de două ori trei miliarde de perechi de baze per cromozom stabilit la oameni. Pentru reacția în lanț a polimerazei, este necesar un lanț ADN monocatenar sau dublu catenar, a cărui structură trebuie cunoscută cel puțin parțial. În plus față de enzimă, polimeraza, se folosesc și doi grunduri. Acestea sunt elementele de bază ale ADN-ului care acționează ca punct de pornire și sfârșit. Acestea sunt caracterizate printr-o secvență care se potrivește exact cu aria de amplificat.

În laborator, reacția în lanț a polimerazei se efectuează într-un bloc de încălzire programabil. Componentele necesare, cum ar fi polimeraza, grundul, elementele de construcție pentru construirea noului fir (deoxiribonucleozid trifosfat) și ionii de magneziu sunt combinate într-o soluție tampon. Programul temperatură-timp pentru reacție începe cu denaturarea la o temperatură peste 94 ° C. ADN-ul cu catenă dublă este clivat și este monocatenar. În etapa următoare, la aproximativ 70 ° C, primerul este legat de secvența genică și formează punctul de plecare pentru reacția enzimatică. Polimeraza sintetizează catena complementară de aici.

Apoi începe un nou ciclu, care constă din nou în cele trei etape de denaturare, legarea primerului și sinteza catenei ADN. Reacția în lanț a polimerazei este utilizată în medicina criminalistică, diagnosticarea clinică și cercetarea clinică. În criminologie, ADN-ul este obținut din piele, salivă, păr, spermă sau sânge din locurile crimei și, după amplificare, comparat cu probe cunoscute și utilizat pentru identificarea anumitor persoane.

Cu ajutorul acestei amprente genetice, paternitatea poate fi clarificată și printr-o abordare modificată. La diagnosticarea bolilor, genele afectate sunt verificate cu ajutorul reacției în lanț a polimerazei. Unele boli bacteriene pot fi clasificate prin recunoașterea secvențelor specifice. Bolile virale pot fi caracterizate atunci când ADN-ul sau ARN-ul virusului este convertit și amplificat. Serviciul de donare a sângelui reușește să descopere hepatita sau bolile mediate de HIV într-un stadiu foarte timpuriu.

În diagnosticul tumorii, este utilizat pentru a identifica celulele tumorale. Acest lucru permite clasificarea tumorii, evoluția bolii, succesul terapiei și prognosticul care trebuie evaluate. În cercetare, reacția în lanț a polimerazei este utilizată pentru a identifica genele care sunt asociate cu diferite boli. Pentru clonarea genelor, care nu trebuie echivalată cu clonarea unui organism, gena este înmulțită înainte de a fi transferată către alte organisme într-un vector (latină: călător, purtător). Acestea pot acționa ca modele pentru a studia mai bine bolile sau pentru a produce proteine care pot fi utilizate ca medicamente.

Puteți găsi medicamentele aici

Riscuri și pericole

Secvențele complet necunoscute nu pot fi reproduse folosind această metodă. Produsele unei amplificări pot fi apoi vizualizate. Dacă semnalul așteptat nu este vizibil, deși secvența căutată a fost prezentă, atunci există un rezultat fals negativ. Cel mai adesea acesta este rezultatul unor condiții de reacție slab sau slab optimizate. Acestea trebuie determinate în funcție de secvența țintă. În acest scop, sunt testate diferite profiluri de temperatură și timp, secvențe de grund și cantități, precum și concentrații de alte substanțe în amestecul de reacție. Rezultatele pozitive false apar ca semnale care nu pot fi atribuite produsului dorit.

Contaminarea cu ADN de la examinator sau de la o altă sursă decât sursa de analizat creează probleme majore. ADN-ul de origine bacteriană influențează, de asemenea, rezultatul unei reacții în lanț a polimerazei. Purtând mănuși și având mare grijă, astfel de erori pot fi prevenite și pot fi făcute declarații fiabile despre produsele amplificate.

umfla

Alberts, B., și colab. a.: Biologia moleculară a celulei. Ediția a IV-a. Wiley-VCH., Weinheim 2003
Clark, D.P .: Biologie moleculară: Originalul cu ajutoare pentru traducere. Spektrum Akademischer Verlag., Heidelberg 2006
Schartl, M., Biochimie umană și biologie moleculară. Prima ediție, Urban & Fischer Verlag, München 2009

de asemenea poti fi interesat de

La MedLexi.de nu numai că publicăm despre sănătate, medicină și wellness, suntem, de asemenea, entuziasmați de cercetarea medicală actuală și tehnologia medicală. Cercetăm cu plăcere toate subiectele legate de bunăstarea umană și sănătatea sa și explicăm problemele medicale complexe cu standarde jurnalistice ridicate pentru publicul larg.

Cunoștințele medicilor experți pentru domeniile noastre ne ajută să pregătim cunoștințe inteligibile pentru sănătatea dumneavoastră. Investigăm problemele cu curiozitate, le verificăm pe baza situației actuale de cercetare și, de asemenea, analizăm practica medicală zilnică. Ne vedem ca mediatori ai cunoașterii dintre medic și pacient.