PCR

PCR(پی سی آر) چیست:

از50 سال پيش كه ساختار 2 رشته اي DNA توسط واتسون وكريك كشف شد پيشرفتهای وسيعي در علوم زيستي بوجود آمده است.  اين پيشرفت ها و اكتشافات باعث پيدايش شاخه هاي از علم همچون بيوتكنولوژي نوين و مهندسي ژنتيك شده است. در اين ميان PCR نقش بسزايي در تحول علوم زيستي داشته است كه باعث تغيير نگرش دانشمندان در تحقيقات پزشكي، علوم پايه، آزمايشات جنايي و تحقيقات زيست محيطي شده است.

اين تکنِِيک پی سی آر در اواسط دهه ی 1980 بوسيله ي کري موليس معرفي شد . امروزه اين روش تقريباً در تمامي آزمايشگاهها ي زيست مولکولي جزو کارهاي متداول مي باشد و به صورت اتوماتيک بوسيله ي کامپيوتر انجام مي شود. اين تکنيک تمامي مشکلات قبلي در زيست مولکولي که ناشي  از عدم دسترسي به مقادير زياد از DNA يکسان بود را برطرف کرد .

براي مثال قبلاً براي بدست آوردن نسخه هاي متعدد از يک ژن خاص مي بايست اين ژن را به داخل حامل مناسب وارد کرده و در يک باکتري تکثير کنند ولي امروزه اين کار را به سادگي و با استفاده از PCR انجام مي دهند.

 خدمت PCR از نظر اصول عملي تشابه زيادي به همانند سازي DNA دارد و در واقع برگرفته از آن است. ياد آوري مي شود که DNA پليمراز DNA تک رشته اي را از جهت  3َ به  5َ   به عنوان الگو مورد استفاده قرار مي دهد ورشته مکمل را در جهت    5َ به 3َ  مي سازد.  PCR روشي حساس براي پي بردن به وجود DNA مورد نظر حتي در مقادير بسيار كم مي باشد.

PCR مزاياي زيادي دارد كه باعث گسترش استفاده آن در آزمايشگاه ها شده است. سرعت، سادگي، قيمت مناسب و افزايش تنوع محصولات مربوطه از مزايای PCR محسوب مي گردد.

مراحل اصلي واکنش PCR

بطور كلي PCR طي سه مرحلة جداگانه انجام مي پذ يرد.

اين سه مرحله به علت تفاوت دمايي از هم جدا شده اند:

  • ابتدا DNA الگو تقليب(Denature) مي شود تا رشته هاي مكمل جدا شوند.
  • واكنش در دمايي قرار مي گيرد كه پرايمرهاي اليگونوكلئوتيدي بتوانند به DNA الگو متصل شوند (annealing).
  • واكنش تا رسيدن به دمايي نزديك به دماي اپتيمم فعاليت آنزيم پلي مراز حرارت داده مي شود(extention).

درهر چرخه تعداد نسخه های DNA هدف دوبرابر مي شود و البته اين درصورتي است كه بازده PCR 100% باشد. PCR در واقع ساخت قطعه اي از DNA با استفاده از دو پرايمر اوليگونوكلئوتيدی است كه بعنوان جايگاه شروع فعاليت DNA پلي مراز عمل مي كنند.

اين پرايمرها مكمل توالي هاي شناخته شده بر روي هر دو رشته DNA الگو مي باشند. طول پرايمرها درحضور dNTP و شرايط بافري خاص افزايش مي يابد بطوري كه DNA ما بين دو جايگاه اتصال پرايمر در طي هر چرخه PCR تكثير مي يابد.

انواع PCR :

Conventional PCR  

Splice Overlap Extension PCR

Nested PCR

Real-time PCR 

FRLP PCR

RT-PCR

SOE  PCR

Nested PCR

تکنيک PCR کاربردهاي نا محدودي در عرصه هاي مختلف زيست مولکولي دارد ، علت اصلي اين امر اين است که DNA الگوي بکار رفته در PCR را مي توان از منابع مختلف تامين کرده و مورد استفاده قرار داد .

بطور کلي PCR به دو منظور اصلي بکار مي رود :

1 – تهيه ی  نسخه های متعدد از يک ژن

2 – بررسي حضور يا عدم حضور يک ژن خاص در يک قطعه DNA


کاربرد خدمات PCR:

  1. تقلبات غذایی در بیشتر فرآورده های غذایی مثل: لبنیات، گوشت، ادویه و غیره
  2. شناسایی ژلاتین حلال در صنعت غذایی
  3. تعيين تواليهاي کروموزومي انسان در سلولهاي هيبريدي ( هتروکاريونها )
  4. تشخيص جهش ها و سرطان ها
  5. بررسي عفونت هاي باکتريايي و ويروسي
  6. تعيين جنسيت جنين
  7. تشخيص قبل از تولد بيماريهاي ژنتيکي مثل: بيماريهاي ژنتيکي مانند هموفيلي ، کم خوني داسي شکل ، سيستيک فيبروزيز (Cystic Fibrosis ) ، تالاسمي ، سندرم لش – نيهان ، ديستروفي عضلاني دوشن ، فاويسم ، فنيل کتون اوري و غيره را مي توان به کمک PCR تشخيص داد.

 

کلیپ آموزشی زیر برای درک بهتر PCR می باشد: