PCR(polymérase
Réaction en chaîne)
Fond
Maintenant
que vous avez appris que l'cAdn est le matériel
génétique de la vie, examinons quelques
technologies répandues dans le domaine de la
génétique.
Un
de ces techniques est la réaction en chaîne
de polymérase ou le PCR. PCR est une technique
ingénieuse qui permet à des scientifiques
d'amplifier des millions d'un ordre d'cAdn de détail
de périodes en heures justes. Avec cette technique,
un échantillon très petit d'cAdn peut
être suffisamment multiplié de sorte
qu'assez d'eux puisse être utilisée pour
tester comme dans l'empreinte digitale d'cAdn. La
technique qui a été inventée
par le gagnant professionnel DR Kary Mullis Nobel
en 1983 a révolutionné beaucoup de domaines
de recherche génétique. PCR peut être
employé pour identifier avec très une
haut-probabilité, maladie-causant des virus
et/ou des bactéries, une personne décédée,
ou un suspect criminel.
Afin
d'utiliser PCR, on doit déjà savoir
les ordres exacts qui flanquent (mensonge de chaque
côté de) les deux fins d'une région
donnée d'intérêt pour l'cAdn (peut
être un gène ou n'importe quel ordre).
On n'a pas besoin de savoir l'ordre d'cAdn dans l'intervalle.
Bâtiment-bloquez les ordres (ordres de nucléotide)
de plusieurs des gènes et des régions
de flanquement des gènes de beaucoup de différentes
organizations sont connues. Nous savons également
que l'cAdn de différentes organizations est
différente (tandis que quelques gènes
peuvent être identiques, ou très semblable
parmi des organizations, là sera toujours des
gènes dont les ordres d'cAdn diffèrent
parmi différentes organizations - autrement,
soyez la même organization (par exemple, le
même virus, la même bactérie, un
jumeau identique; donc, en identifiant les gènes
qui sont différents, et donc seul, on peut
employer cette information pour identifier une organization).
Rappel
qu'un gène bâtiment-bloquent l'ordre
est la commande précise de l'aspect, un après
l'autre, de 4 composants différents (deoxyribonucleotides)
dans un bout droit de l'cAdn (acide désoxyribonucléique).
Les 4 composants sont: Adénine, thymidine,
cytosine et guanine, abrégée comme:
A, T, C et G, respectivement (un alphabet 4-letter).
L'agencement des lettres (une après l'autre)
de cet alphabet 4-letter produit d'une " phrase
" (un ordre de gène). Le nombre de lettres
dans la phrase peut être relativement peu, ou
relativement beaucoup, selon le gène. Si la
phrase est 1000 lettre-longs, on dirait que l'ordre
est 1 kilobase (1000 bases).
Comme
exemple:
ATATCGGGTTAACCCCGGTATGTACGCTA représenterait
une partie d'un gène. L'cAdn est bicaténaire
(excepté dans quelques virus), et les deux
brins appareillent entre eux d'une voie très
précise. CHAQUE lettre dans un brin appareillera
avec seulement un genre de lettre à travers
d'elle dans le brin d' opposition: Appareille TOUJOURS
avec T; et, C appareille TOUJOURS avec G à
travers les deux brins.
Ainsi:
TTAACGGGGCCCTTTAAA........tttaaacccgggttt
paire
avec:
AATTGCCCCGGGAAATTT........aaatttgggcccaaa
Maintenant, disons que les ordres ci-dessus "
flanc " (soyez sur l'une ou l'autre extrémité
de.) le gène, en tant que lequel inclut un
long bout droit des lettres indiquées:
Ceux-ci sont connus, absolument identifié pour
être, l'ordre des lettres qui flanquent SEULEMENT
une région particulière de l'cAdn d'une
organization particulière, et l'cAdn d'cAucune
AUTRE ORGANIZATION. Cette région serait un
ordre de cible pour PCR.
la
première étape pour PCR serait synthétisent
des " amorces " environ de 20 lettre-longs,
à l'aide de chacune des 4 lettres, et d'une
machine qui peut joindre les lettres ensemble dans
la commande désirée - cette étape
est facilement faite, en ajoutant un lettre-à-un-temps
à la machine (synthétiseur d'cAdn).
Dans cet exemple, les amorces que nous souhaitons
faire seront exactement identiques aux ordres de flanquement
montrés ci-dessus. Nous faisons UNE amorce
exactement comme l'ordre à gauche inférieur,
et UNE amorce exactement comme l'ordre droit supérieur,
pour se produire:
TTAACGGGGCCCTTTAAA........tttaaacccgggttt
AATTGCCCCGGGAAATTT.......................>
et:
<.....................................................tttaaacccgggttt
AATTGCCCCGGGAAATTT........aaatttgggcccaaa
si
vous regarder at ce agencement, vous pouvoir voir
que si inférieur à gauche amorce ordre
(italique) appareiller supérieur brin pouvoir
être sortir vers droite dans direction flèche,
et supérieur droit ordre appareiller bas brin
pouvoir être étendre gauche dans direction
flèche (rappeler que......... aussi représenter
lettre, et opposé appareiller TOUJOURS être
a t et c g), un pouvoir réussi exact reproduire
initial gène entier ordre. Maintenant il y
aurait quatre brins, où initialement il y avait
seulement de deux. Si on laisse tout dedans là,
et répète le procédé,
maintenant il y aura huit brins, encore - maintenant
16, etc.. donc, environ 20 cycles produiront théoriquement
approximativement des copies d'one-million des ordres
initiaux (2 augmentés à la 20ème
puissance).
PCR
Étapes
Ici
est comment PCR est exécuté:
D'abord
étape: l'cAdn inconnue est chauffée,
qui fait séparer les brins appareillés
(les brins simples maintenant accessibles aux amorces).
En
second lieu étape: ajoutez le grand excès
des amorces relativement à la quantité
d'cAdn étant amplifiée, et refroidissez
le mélange de la réaction pour permettre
à des double-brins de former encore (en raison
du grand excès des amorces, les deux brins
lieront toujours aux amorces, au lieu de avec l'un
l'autre).
Troisième
étape: à un mélange de chacune
des 4 différentes lettres (deoxyribonucleotides),
ajoutez une enzyme qui peut " lu " la "
phrase " du brin d' opposition et sortir l'"
phrase " de l'amorce " en accrochant "
des lettres ensemble dans la commande dans laquelle
elles appareillent à travers les uns des autres
- A:t et C:g. Cette enzyme particulière s'appelle
une polymérase d'cAdn (parce que des polymères
d'cAdn de marques). Une telle enzyme utilisée
dans PCR s'appelle la polymérase de Taq (initialement
d'isolement dans une bactérie qui peut vivre
en ressorts chauds -, peut donc résister à
la haute température nécessaire pour
la séparation de DNA-brin, et peut être
partie dans la réaction). Maintenant, nous
avons l'enzyme synthétisant la nouvelle ADN
dans des directions opposées - MAIS SEULEMENT
CETTE RÉGION PARTICULIÈRE DE L'CAdn.
Ensuite
un cycle, ajoutent plus d'amorces, ajoutent le mélange
4-letter, et répètent le cycle. Les
amorces lieront aux " vieux " ordres aussi
bien qu'aux ordres nouveau-synthétisés.
L'enzyme étendra encore des phrases mieux habillées...
En conclusion, il y aura d'cAbondance de l'cAdn -
et TOUT LE LUI sera des copies juste de cette région
particulière. Par conséquent, en utilisant
les différentes amorces qui représentent
des régions de flanquement de différents
gènes de diverses organizations dans des expériences
SÉPARÉES, on peut déterminer
si en fait, n'importe quelle ADN a été
amplifiée. S' il n'a pas, alors les amorces
n'ont pas lié à l'cAdn de l'échantillon,
et il est donc fortement peu probable que l'cAdn d'une
organization qu'un ensemble indiqué d'amorces
représente, soit présente. D' autre
part, l'aspect de l'cAdn par PCR permettra l'identification
précise de la source de matériel amplifié.
Déclic
voir ici un ordre illustré interactif simplifié
de PCR
Section
du matériel entre les crochets [ ] s'est reproduit
avec la permission de John (Jack) C. Brown, le professeur,
le service des biosciences moléculaires, université
du Kansas, Laurent, le Kansas.
