آزمایش PCR

آزمایش PCR

آزمایش PCR یا واکنش زنجیره ای پلیمراز، یک واکنش شیمیایی است که زیست شناسان مولکولی از آن برای تکثیر قطعات DNA استفاده می کنند. پی سی آر این امکان را به ما می دهد تا در زمانی کوتاه، یک یا چند نسخه از DNA را به میلیون ها یا میلیاردها نسخه تکثیر کنیم. بدیهی است که ما با داشتن چندین نسخه از مولکول DNA، می توانیم که اطلاعات موجود در آن را با جزئیات بیشتری در آزمایشگاه مطالعه کنیم. آزمایشگاه سیتوژنوم سعی می کند در این مقاله در مورد کاربرد و نحوه انجام تست PCR اطلاعاتی را در اختیار شما قرار دهد.

روش پی سی آر چیست؟

در واقع واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) یک تکنیک آزمایشگاهی است که برای تکثیر توالی های DNA مورد استفاده قرار می گیرد. این روش شامل استفاده از توالی های DNA کوتاهی به نام پرایمر است؛ پرایمر برای بخشی از ژنوم که باید تکثیر شود طراحی و به کار گرفته می شود. اساس کار آزمایش PCR مبتنی بر تغییر دما است؛ به عبارتی دمای نمونه در دستگاه مخصوص به طور مکرر افزایش و کاهش می یابد تا به آنزیم کمک شود تا توالی DNA هدف را کپی کند. این تکنیک می تواند یک میلیارد نسخه از دنباله هدف را تنها در ظرف چند ساعت (به سرعت و با دقت) تولید کند.

تاریخچه تکنیک PCR

آزمایش PCR در سال 1983 توسط Kary B. Mullis، بیوشیمیدان آمریکایی که در سال 1993 جایزه نوبل شیمی را برای اختراع خود دریافت کرد، معرفی شد و توسعه یافت. قبل از توسعه PCR، روش‌ هایی که برای تکثیر یا تولید کپی از قطعات DNA نوترکیب استفاده می‌ شد زمان‌ بر بودند و علاوه بر آن، نیاز به صرف زمان زیادی در آزمایشگاه داشتند. در مقابل، ماشینی که برای انجام واکنش‌ های PCR طراحی شده است، می ‌تواند در طول زمان کوتاهی تعداد زیادی همانندسازی DNA را تکمیل کند و میلیاردها نسخه از یک قطعه DNA را تنها در چند ساعت تولید کند. در روش PCR اولیه، یک مشکل این بود که DNA پلیمراز باید بعد از هر چرخه دوباره شارژ شود، زیرا این ماده در دماهای بالایی که برای دناتوره شدن مورد نیاز است، پایدار نمی باشد. این مشکل در سال 1987 با کشف یک DNA پلیمراز پایدار در برابر حرارت به نام Taq حل شد، آنزیمی که از باکتری گرمادوست Thermus aquaticus که در چشمه های آب گرم زندگی می کند، جدا شده است. Taq polymerase همچنین منجر به اختراع دستگاه PCR شد.

کاربرد روش PCR چیست؟

واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) تکنیکی است که برای ساختن کپی های متعدد از یک بخش خاص از DNA استفاده می شود. واکنش زنجیره ‌ای پلیمراز محققین را قادر می ‌سازد تا مقادیر زیادی از DNA را که برای آزمایش‌ ها و روش‌ های مختلف در زیست‌شناسی مولکولی، تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی، زیست‌ شناسی تکاملی و تشخیص پزشکی مورد نیاز است به دست آورند. آزمایش PCR مبتنی بر فرآیندهای طبیعی است که سلول برای تکثیر یک رشته DNA جدید استفاده می کند. جالب است بدانید که فقط چند ماده بیولوژیکی برای انجام PCR و تکثیر کافی است. کاربردهای این تست شگفت انگیز عبارت است از:

  1. PCR برای تشخیص بیماری های ژنتیکی کاربرد گسترده ای دارد.
  2. به منظور تشخیص عفونت های ویروسی مانند کرونا استفاده می شود.
  3. در پزشکی قانونی از این تست برای تجزیه و تحلیل آثار کوچک خون و سایر بافت‌ها استفاده می‌شود تا فرد مورد نظر را با ماده ژنتیکی او شناسایی کنند.
  4. این تکنیک همچنین برای تکثیر قطعات DNA یافت شده در بافت های به جا مانده از موجوداتی مانند ماموت پشمی یخ زده 40000 ساله یا انسان 7500 ساله که در مناطق مختلف یافت می شوند استفاده می شود.

آزمایش ARMS- PCR چیست؟

مراحل PCR

PCR یک فرآیند سه مرحله ای است که در سیکل های مکرر و پشت سرهم انجام می شود. این مراحل عبارت هستند از:

  1. مرحله 1 “دناتوره شدن یا واسرشت”: مرحله اولیه دناتوره شدن (denaturation) یا جداسازی دو رشته مولکول DNA است. این کار با گرم کردن ماده اولیه تا دمای حدود 95 درجه سانتیگراد (203 درجه فارنهایت) انجام می شود. هر رشته در نقش یک الگو است که یک رشته جدید بر روی آن ساخته می شود.
  2. مرحله 2 “اتصال”: مرحله دوم آزمایش PCR را مرحله اتصال یا Annealing می نامند. در این مرحله دما به حدود 55 درجه سانتیگراد (131 درجه فارنهایت) کاهش می یابد تا پرایمرها بتوانند به محل مشخصی از DNA متصل شوند.
  3. مرحله 3 “طویل شدن”: در مرحله سوم که Elongation نیز نامیده می شود دما به حدود 72 درجه سانتیگراد (162 درجه فارنهایت) افزایش می یابد و DNA پلیمراز شروع به افزودن نوکلئوتیدها به انتهای آغازگرهای آنیل شده می کند. در این مرحله یک رشته جدید از DNA مورد نظر ساخته خواهد شد.
  4. مرحله پایانی: در پایان چرخه که حدودا پنج دقیقه طول می کشد، دما افزایش می یابد و بالا از اول شروع می شوند. طی این مراحل تکرار شونده، تعداد کپی ها بعد از هر چرخه دو برابر می شود و معمولاً با انجام 25 تا 30 چرخه، مقدار کافی DNA تولید خواهد شد.

انواع واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)

آزمایش PCR بسته به نوع نیاز پژوهشگران و پزشکان به انواع مختلفی دسته بندی می شود که عبارت هستند از:

  1. Real-Time PCR
  2. Reverse-Transcriptase (RT–PCR)
  3. Multiplex PCR
  4. Nested PCR
  5. Hot Start PCR
  6. Long-range PCR
  7. Assembly PCR
  8. Asymmetric PCR

کلام آخر

آزمایش PCR یک روش انقلابی است که توسط کری مولیس در دهه 1980 توسعه یافت. PCR مبتنی بر استفاده از توانایی DNA پلیمراز برای سنتز رشته جدید DNA مکمل از روی رشته الگوی مشخصی می باشد. از آنجایی که DNA پلیمراز می تواند یک نوکلئوتید را فقط به یک گروه 3′-OH از قبل موجود اضافه کند، به پرایمری نیاز دارد که بتواند اولین نوکلئوتید را به آن اضافه کند. این نیاز امکان ترسیم ناحیه خاصی از توالی الگو را فراهم می کند که محقق می خواهد آن را تقویت و تکثیر کند. در پایان روش PCR، میلیاردها نسخه (آمپلیکون) از توالی ژنتیکی مورد نظر ساخته خواهد شد.

مترجم: سارا فرخی


QF-PCR چیست؟

Leave A Comment

*

code