Полимеразна верижна реакция - лечение, ефекти и рискове

The Полимеразна верижна реакция представлява метод от молекулярната биология, който дублира части от генетичния материал (дезоксирибонуклеинова киселина, ДНК). Милиони идентични копия са направени от малки количества ДНК. По този начин са налични количества, които са достатъчни за различни разследвания.

Съдържание

Какво представлява полимеразната верижна реакция?

Терминът полимеразна верижна реакция (на английски: Polymerase Chain Reaction, PCR) описва in vitro (на латински: в стъкло) преобразуване с помощта на ензим, полимеразата (ДНК полимераза), което води до дублиране на определени генни последователности. Продуктът на реакцията е и изходният материал за нов цикъл на тази реакция. Броят на молекулите се удвоява и в същото време служи като шаблон за нов цикъл. Говори се за експоненциално умножение.

Провежда се в лабораторията с висока скорост от няколко минути, подобно на верижна реакция. В този лабораторен процес дублирането на генетична информация (ДНК), което се случва при естествени условия, се имитира по време на репликацията. Американският химик К. Б. Мулис се счита за откривател на този процес. Той въвежда този метод за синтез на ДНК през 1983 г. и получава Нобелова награда за химия десет години по-късно.

Функция, ефект и цели

Тези сегменти обикновено не надвишават три хиляди базови двойки в сравнение с около два пъти три милиарда базови двойки на хромозома, установена при хората. За полимеразната верижна реакция е необходима едноверижна или двуверижна ДНК верига, чиято структура трябва да бъде известна поне отчасти. В допълнение към ензима, полимеразата, се използват два праймера. Това са градивните елементи на ДНК, които действат като начална и крайна точка. Те се характеризират с последователност, която точно съвпада с площта, която трябва да се усили.

В лабораторията полимеразната верижна реакция се извършва в програмируем нагревателен блок. Необходимите компоненти като полимераза, грунд, градивните елементи за изграждане на новата верига (дезоксирибонуклеозид трифосфат) и магнезиевите йони се комбинират в буферен разтвор. Програмата температура-време за реакцията започва с денатурация при температура над 94 ° С. Двуверижната ДНК се разцепва и е едноверижна. В следващия етап, при около 70 ° C, праймерът е свързан с генната последователност и формира началната точка за ензимната реакция. Полимеразата синтезира комплементарната верига от тук.

След това започва нов цикъл, отново състоящ се от трите етапа на денатурация, праймерно свързване и синтез на ДНК веригата. Полимеразната верижна реакция се използва в съдебната медицина, клиничната диагностика и клиничните изследвания. В криминологията ДНК се получава от кожата, слюнката, косата, спермата или кръвта от местата на престъплението и след усилване се сравнява с известни проби и се използва за идентифициране на конкретни хора.

С помощта на този генетичен пръстов отпечатък бащинството също може да бъде изяснено по модифициран подход. При диагностициране на заболявания засегнатите гени се проверяват с помощта на полимеразната верижна реакция. Някои бактериални заболявания могат да бъдат класифицирани чрез разпознаване на специфични последователности. Вирусните заболявания могат да бъдат характеризирани, когато ДНК или РНК на вируса се преобразува и усили. Службата за кръводаряване е в състояние да открие хепатит или ХИВ-медиирани заболявания на много ранен етап.

Използва се при диагностика на тумори за идентифициране на туморни клетки. Това позволява да се класифицира туморът, да се оцени хода на заболяването, успеха на терапията и прогнозата. При изследванията полимеразната верижна реакция се използва за идентифициране на гени, които са свързани с различни заболявания. За клонирането на гени, което не трябва да се приравнява на клонирането на организъм, генът се умножава, преди да бъде прехвърлен на други организми във вектор (латински: пътешественик, носител). Те могат да действат като модели за по-добро изучаване на болести или за производство на протеини, които могат да се използват като лекарства.

Можете да намерите лекарствата си тук

Рискове и опасности

Напълно неизвестни последователности не могат да бъдат възпроизведени по този метод. След това продуктите на усилването могат да бъдат визуализирани. Ако очакваният сигнал не се вижда, въпреки че търсената последователност е налице, резултатът е фалшиво отрицателен. Най-често това е резултат от лошо или лошо оптимизирани условия на реакция. Те трябва да бъдат определени в зависимост от целевата последователност. За тази цел се тестват различни температурни и времеви профили, последователности на праймери и количества, както и концентрации на други вещества в реакционната смес. Фалшиво положителните резултати се показват като сигнали, които не могат да бъдат присвоени на желания продукт.

Замърсяването с ДНК от проверяващия или от източник, различен от източника, който трябва да се анализира, създава големи проблеми. ДНК с бактериален произход също влияе върху резултата от полимеразна верижна реакция. Чрез носенето на ръкавици и полагането на големи грижи могат да се предотвратят такива грешки и да се направят надеждни изявления за усилените продукти.

подувам

Alberts, B., u. а.: Молекулярна биология на клетката. 4-то издание. Wiley-VCH., Weinheim 2003
Кларк, Д. П.: Молекулярна биология: Оригиналът с помощни средства за превод. Spektrum Akademischer Verlag., Хайделберг 2006
Шартл, М., Човешка биохимия и молекулярна биология. 1-во издание, Urban & Fischer Verlag, Мюнхен 2009

Може да се интересувате и от

В MedLexi.de не само публикуваме за здраве, медицина и уелнес, но също така сме ентусиазирани от текущите медицински изследвания и медицински технологии. Ние с удоволствие изследваме всички теми, свързани с благосъстоянието на човека и неговото здраве и обясняваме сложни медицински проблеми с високи журналистически стандарти за широката публика.

Медицинските експертни познания за нашите предметни области ни помагат да подготвим разбираеми знания за вашето здраве. Ние разследваме проблемите с любопитство, проверяваме ги въз основа на текущата изследователска ситуация и също така разглеждаме ежедневната медицинска практика. Виждаме себе си като посредници на знанието между лекар и пациент.