ПЛР, або полімеразна ланцюгова реакція, є технікою, яка використовується для ампліфікації послідовностей ДНК.Вперше він був розроблений у 1980-х роках Кері Маллісом, який отримав Нобелівську премію з хімії в 1993 році за свою роботу.ПЛР зробила революцію в молекулярній біології, дозволивши дослідникам ампліфікувати ДНК з невеликих зразків і детально вивчати її.
ПЛР – це триетапний процес, який відбувається в термоциклері, машині, яка може швидко змінювати температуру реакційної суміші.Три етапи: денатурація, відпал і розширення.
На першому етапі, денатурації, дволанцюгова ДНК нагрівається до високої температури (зазвичай близько 95°C), щоб розірвати водневі зв’язки, які утримують два ланцюги разом.У результаті утворюються дві одноланцюгові молекули ДНК.
На другому етапі, відпалу, температуру знижують приблизно до 55°C, щоб дозволити праймерам відпалити комплементарні послідовності на одноланцюговій ДНК.Праймери — це короткі фрагменти ДНК, розроблені для відповідності цікавим послідовностям цільової ДНК.
На третьому етапі, подовженні, температура підвищується приблизно до 72°C, щоб дозволити полімеразі Taq (типу ДНК-полімерази) синтезувати новий ланцюг ДНК із праймерів.Полімераза Taq походить від бактерії, яка живе в гарячих джерелах і здатна витримувати високі температури, які використовуються в ПЛР.
Після одного циклу ПЛР результатом є дві копії цільової послідовності ДНК.Повторюючи три етапи протягом певної кількості циклів (зазвичай 30-40), кількість копій цільової послідовності ДНК можна експоненціально збільшити.Це означає, що навіть невелику кількість початкової ДНК можна ампліфікувати для отримання мільйонів або навіть мільярдів копій.
ПЛР має численні застосування в дослідженнях і діагностиці.Він використовується в генетиці для вивчення функції генів і мутацій, у криміналістиці для аналізу доказів ДНК, у діагностиці інфекційних захворювань для виявлення наявності патогенів і в пренатальній діагностиці для виявлення генетичних розладів у плода.
ПЛР також була адаптована для використання в ряді варіантів, таких як кількісна ПЛР (qPCR), яка дозволяє виміряти кількість ДНК, і ПЛР зі зворотною транскрипцією (RT-PCR), яку можна використовувати для ампліфікації послідовностей РНК.
Незважаючи на численні застосування, ПЛР має обмеження.Це вимагає знання цільової послідовності та дизайну відповідних праймерів, і воно може бути схильним до помилок, якщо умови реакції не оптимізовані належним чином.Однак, завдяки ретельному експериментальному плануванню та проведенню, ПЛР залишається одним із найпотужніших інструментів у молекулярній біології.
Час публікації: 22 лютого 2023 р