خدمات PCR

خدمات PCR

PCR یا واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (polymerase chain reaction)، روشی در تکنیک های زیست شناسی به منظور تکثیر کردن قطعه های DNA ( و با یک توالی معین) می باشد. در این فرآیند هزاران یا میلیون ها نسخه از DNA تکثیر می شود. کاربرد تکثیر DNA، برای اهدافی همچون تشخیص بیماری ها، جرم شناسی و مطالعه کارکردی بخش های DNA است. خدمات PCR و RT-PCR در مهامکس با بهترین کیفیت انجام می شود.

برای درک بهتر PCR بهتر است نگاهی به فرآیند رونویسی DNA بیاندازیم. ویژگی ها و صفات گوناگونی در تک سلول ی ها و پرسلولی ها دیده می شود که ناشی از تفاوت در ژن های آنها است. خود سلول های یک موجود نیز خصوصیات متفاوتی دارند. به عنوان مثال رفتار سلول های کبدی با سلول های  خونی کاملا متفاوت است. این تفاوت در سلول های یک موجود نه به دلیل اختلاف در توالی نوکلئیک اسیدها، بلکه به دلیل بیان افتراقی ژن های خاص است. به معنای دقیق تر، اگر چه یک ژنوم یک موجود در تمام سلول ها ثابت است، ژن های خاصی در سلول های مختلف آن موجود خاموش یا روشن است. حال برای بررسی ژنوم، جهش ها و بیان ژن ها می توان از PCR استفاده کرد. در فرآیند بیان ژن، اولین مرحله رونویسی بخشی از DNA و کپی برداری از آن توسط آنزیم RNA Polymerase  و تولید RNA تک زنجیره ای است. در سلول ها آنزیم ها رشته های DNA را جدا می کنند و سپس آنزیم RNA پلیمراز قطعه ریبیونوکلئیک اسیدی کوچکی را می سازد که مکمل DNA است و توالی آغازگر  یا پرایمر نامیده می شود. 

واکنش زنجیره ای پلیمراز  همانند سازی DNA در یک لوله آزمایش است. اساس روش PCR بر پایه انجام چرخه های گرمایی و سرمایی برای جداسازی رشته های DNA و همانند سازی قطعه مشخصی از آن است. از دمای بالا برای باز کردن DNA و ایجاد DNA تک رشته ای استفاده می شود. سپس از یک توالی سنتزی DNA تک رشته ای به عنوان پرایمر استفاده می شود. در دماهای پایین،‌ هر زنجیره به عنوان ناحیه هدف برای سنتز DNA با کمک آنزیم DNA پلیمراز برای همانند سازی و تکثیر ناحیه هدف به کار می رود. پرایمرها تکه های کوچکی از DNA هستند که شامل سکانس اسیدنوکلئیک مکمل ناحیه هدف در DNA است. دو توالی مختلف از پرایمر برای محدود کردن منطقه هدف به کار می رود. پرایمر  سمت چپ مکمل یک رشته DNA و پرایمر راست مکمل DNA در انتهای ناحیه هدف است. این فرآیند در شکل زیر نشان داده شده است.

طی هر چرخه PCR، نخست رشته های DNA الگو توسط حرارت از هم باز می شوند به این ترتیب که حرارت سبب شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی بین جفت بازهای دو رشته DNA می شود. سپس دما پایین آورده می شود (دمای آنیلینگ). در این فاز پرایمرها توالی های مکمل خود را بر روی DNA الگو پیدا می کنند و به آن متصل می شوند. در نهایت آنزیم DNA پلیمراز دی اکسی نوکلئوتیدهای مکمل رشت های الگو را به انتهای OH- 3 پرایمر اضافه می کند. از لحاظ دمایی این سه مرحله به صورت زیر اند:

• مرحله ای که دو رشته DNA از هم باز می شوند. این مرحله در دمایی حدود ۹۳ تا ۹۵ درجه سانتی گراد است.
• مرحله ای که پرایمرها به توالی مکمل خود روی توالی هدف متصل می شوند. این مرحله در دمایی حدود ۵۵ تا ۷۰ درجه سانتی گراد است.
• مرحله ای که طی آن DNA پلیمرازها به پرایمرها متصل می شوند و مکمل رشته DNA الگو را می سازند که در دمای ۷۲ درجه سانتی گراد انجام می شود.

در مرحله میانی هر چه واکنش پیش می رود، تعداد نسخه های دارای توالی هدف بیشتر می شود و پرایمرها شانس بالاتری برای پیدا کردن توالی مکمل خود دارند. در واقع از این چرخه به بعد افزایش لگاریتمی قطعه را داریم. مرحله آخر پس از فاز لگاریتمی است و تعداد کپی ها وراد فاز خطی می شود.  به طور معمول ۲۰ تا ۴۰ بار چرخه تکرار می شود. تمام این مراحل در حجم بسیار کمی از محلول واکنش صورت می گیرد. برای بررسی نتایج بدست آمده معمولا از الکتروفورز ژل آگار استفاده می شود.