Полимеразная цепная реакция. Принципы ПЦР (Резидент КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова Гасанов А.)

Полимеразная цепная реакция. Принципы ПЦР

 

Резидент КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова Гасанов А.

 

Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Метод ПЦР был предложен в 1983 г. американским исследователем Кари Муллисом. Суть этого метода заключается в специфической амплификации ДНК с помощью полимеразы, осуществляющей избирательный синтез взаимно комплементарных цепей ДНК, начиная с двух праймеров (затравок). Праймеры комплементарны противоположным цепям ДНК в участках, ограничивающих выбранную область ДНК, и ориентированы с концами навстречу друг другу и в сторону той последовательности, которую необходимо амплифицировать. Длина амплифицируемого фрагмента определяется расстоянием между праймерами. Используя в качестве матрицы любые образцы ДНК, содержащие амплифицируемую последовательность, можно увеличить количество копий изучаемого фрагмента ДНК в сотни миллионов раз. Такое увеличение, позволяющее визуализировать заданный фрагмент ДНК на электрофореграмме, а также использовать продукт амплификации для дальнейшего изучения с помощью других методов, можно считать главным достоинством метода ПЦР. Основной недостаток этого метода - необходимость знания ДНК-последовательностей, фланкирующих изучаемый ген, для создания праймеров.

Для проведения специфической амплификации необходимы:

1) матричная ДНК-мишень (достаточно даже одной молекулы) длиной от 100 до - 35 000 п.н.;

2) два искусственно синтезированных праймера - олигонуклеотидные последовательности длиной 15-30 п.н.;

3) термостабильная ДНК-полимераза (чаще используют ДНК-полимеразу Thermus aquaticus, или Taq), сохраняющая свою активность при температуре 94°С и выше;

4) четыре дезоксирибонуклеотида.

ПЦР состоит из многократных повторений цикла, состоящего из трех этапов:

1) денатурации (плавления) двухцепочечных структур - перевод их водноцепочечную форму путем нагревания до температуры 94°С;

2) ренатурации или гибридизации (отжига) комплементарных участков ДНК с праймерами при температуре 37—68°С;

3) синтеза последовательности, комплементарной матричной ДНК при 72°С.

В первом цикле праймеры гибридизуются с исходной матричной ДНК и образуют так называемые «длинные матрицы». В последующих циклах праймеры спариваются с вновь синтезированными молекулами ДНК, образуя «короткие матрицы». При этом синтез ДНК заканчивается не при изменении температурного режима, а по достижении ДН К-полимеразой границы амплифицированного участка. Скорость синтеза определяется длиной амплифицируемого фрагмента. Как правило, ПЦР включает 25—30 циклов, и к последнему циклу в реакционной смеси содержатся практически только «короткие матрицы» (амплифицируемые фрагменты).

ПЦР обычно проводят в автоматическом режиме, используя для этого специальные приборы — термоциклеры или амплификаторы ДНК, позволяющие задавать нужное количество циклов и выбирать оптимальные временные и температурные параметры для каждого этапа цикла.

Для того, чтобы получить доступ к документу, Вам нужно перейти по кнопке Войти и ввести логин и пароль.
Если у вас нет логина и пароля, зарегистрируйтесь.