Mục lục nội dung
PCR LÀ GÌ?
Cụm từ PCR được viết tắt từ Polymerase Chain Reaction mang nghĩa là chuỗi phản ứng polymerase hay phản ứng khuếch đại gen.
DNA là gì? là phân tử mang thông tin di truyền dưới dạng bộ ba mã di truyền quy định mọi hoạt động sống (sinh trưởng, sinh sản, phát triển v.v) của các sinh vật và hầu hết virus. Đây là từ viết tắt thuật ngữ tiếng Anh deoxyribonucleic acid.
PCR là một kỹ thuật được sử dụng để khuếch đại một đoạn DNA hoặc sản xuất và nhân bản nhiều mẫu DNA giống nhau theo cấp lũy thừa, tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao của một trình tự DNA nào đó từ một mẫu nhỏ ban đầu hoặc là một bản sao duy nhất.
Nó được sử dụng trong quá trình đầu của quy trình giải quyết và xử lý DNA để giải trình tự. PCR giúp phát hiện sự hiện hữu hay vắng mặt của một gen để xác lập những tác nhân gây bệnh trong quy trình nhiễm trùng và khi tạo ra những thông số kỹ thuật DNA pháp y từ những mẫu DNA nhỏ .
Phương pháp PCR này được Kary Mullis và cộng sự (Mỹ) phát minh năm 1985 và kể từ đó đã tạo nên một tác động to lớn đối với các nghiên cứu sinh học trên toàn thế giới.
CÁC PHẦN CỐT LÕI TẠO NÊN PCR LÀ GÌ ?
Năm thành phần cốt lõi được nhu yếu để thiết lập một PCR gồm :
- Mẫu DNA cần được sao chép .
- Đoạn DNA ngắn mở màn phản ứng PCR, được phong cách thiết kế để link với hai bên của phần DNA mà bạn muốn sao chép .
- 4 loại nucleotide DNA ( còn được gọi là dNTPs ) tức là đơn vị chức năng để hoàn toàn có thể tổng hợp được những bản sao của DNA đích. DNTP có cấu trúc gồm một đường deoxyribose có gắn một base, hoàn toàn có thể là adenine ( dATP ) hay thymine ( dTTP ) hay Cytosine ( dCTP ) hay guanine ( dGTP ), ở carbone số 1 ( C1 ) .
- DNA polymerase chịu nhiệt enzyme : phải là men polymerase chịu được nhiệt độ. Thường dùng nhất trong những phòng thí nghiệm là men Taq polymerase. Đây là men polymerase trích từ vi trùng Thermus aquaticus .
- Các loại muối thiết yếu để tạo ra một môi trường tự nhiên thích hợp cho enzyme hoạt động giải trí. thường chứa muối đệm Tris HCL 10 mM, KCL 50M m và MgCl2 2 1.5 mM .
Tham khảo thêm bài biết : Tiệt trùng là gì và những yếu tố cơ bản tương quan đến tiệt trùng
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA PCR
Phương pháp PCR dựa trên chu kỳ luân hồi nhiệt, nghĩa là những chu kỳ luân hồi tăng giảm nhiệt độ trong phản ứng biến tính DNA và tái bản DNA. Đoạn mồi ( là đoạn DNA ngắn ) mang những trình tự bổ trợ với trình tự DNA mẫu và DNA polymerase là những thành phần quan trọng được cho phép khuếch đại một cách tinh lọc và lặp lại. Khi quy trình PCR diễn ra, DNA mới được tạo ra từ DNA khuôn khởi đầu sẽ liên tục được sử dụng làm khuôn để tổng hợp phân tử DNA tiếp theo, tạo thành chuỗi phản ứng dây chuyền sản xuất khuếch đại theo cấp số nhân .
QUY TRÌNH CỦA PCR
Một quy trình pcr được triển khai trải qua 3 bước chính là biến tính, ủ và lan rộng ra. Ba quy trình tiến độ này được lặp lại 20-40 lần, gấp đôi số lượng bản sao DNA mỗi lần .Ở bước tiên phong, hai sợi xoắn kép của DNA biến tính tách ra ở nhiệt độ cao. Ở bước thứ hai, nhiệt độ được hạ xuống và hai sợi DNA trở thành khuôn cho DNA polymerase tổng hợp đoạn DNA đích. Khả năng khuếch đại tinh lọc là do việc sử dụng mồi mang trình tự bổ trợ với đoạn ADN đích khuếch đại dưới những quy trình nhiệt đặc hiệu. Và quy trình đó được mô phỏng cụ thể dưới đây
Giai đoạn biến tính
- Trong quá trình này, dung dịch chứa DNA mẫu và tổng thể những thành phần cốt lõi khác được đun nóng đến 94-95 ⁰C .
- Đối với những enzyme DNA polymerase bắt buộc phải kích hoạt bằng nhiệt độ
- Nhiệt độ cao gây ra link hydro giữa những bazơ trong hai dải DNA mẫu để phá vỡ và hai sợi tách rời. Điều này dẫn đến hai chuỗi DNA đơn lẻ, sẽ hoạt động giải trí như những khuôn mẫu để tạo ra những chuỗi DNA mới .
- Điều quan trọng là nhiệt độ được duy trì ở tiến trình này đủ lâu để bảo vệ rằng những sợi DNA đã tách trọn vẹn .
- Điều này thường mất từ 15-30 giây .
Giai đoạn ủ
- Nhiệt độ phản ứng giảm xuống còn 50-65 °C trong 20-40 giây để mồi gắn vào sợi DNA đơn. Nhiệt độ này cần phải đủ thấp để cho phép mồi bắt cặp với sợi DNA, nhưng cũng đủ cao cho quy trình bắt cặp đặc hiệu, nghĩa là mồi chỉ nên gắn trọn vẹn với phần trình tự bổ trợ trên mạch khuôn. Nếu nhiệt độ quá thấp, mồi sẽ gắn không đặc hiệu. Nếu quá cao, mồi hoàn toàn có thể không gắn được. Thông thường nhiệt độ gắn mồi thường thấp hơn 3-5 °C so với Tm của mồi dùng trong phản ứng. Polymerase link với những phân tử lai DNA mồi – khuôn và mở màn tổng hợp DNA .
- Các đoạn mồi được phong cách thiết kế để bổ trợ theo thứ tự những đoạn ngắn của DNA trên mỗi đầu của chuỗi được sao chép .
- Đoạn mồi được xem là tác nhân tiên phong trong quy trình tổng hợp DNA. Enzyme polymerase chỉ hoàn toàn có thể thêm những base DNA vào một chuỗi DNA kép. Chỉ một khi đoạn mồi được kế nối thì enzyme polymerase hoàn toàn có thể gắn và mở màn tạo ra chuỗi DNA bổ trợ mới từ những cơ sở DNA có link rời rạc lúc đầu .
Hai dải DNA tách rời được bổ sung và chạy theo các hướng ngược.
- Bước này thường mất khoảng chừng 10-30 giây .
Giai đoạn mở rộng
- Trong bước sau cuối này, nhiệt được tăng lên 72 ⁰C để cho phép DNA mới được tạo ra bởi một enzyme enzyme Taq DNA polymerase đặc biệt quan trọng bổ trợ thêm những base DNA .
- Các chuỗi ADN mới được tạo ra bằng cách sử dụng những sợi gốc làm mẫu. Một enzyme DNA polymerase tích hợp những nucleotide DNA tự do với nhau. Enzyme này thường là Taq polymerase, một enzyme khởi đầu được phân lập từ một vi trùng ưa nhiệt gọi là Thermus aquaticus .
- Thứ tự mà trong đó những nucleotide tự do được thêm vào được xác lập bởi trình tự nucleotide trong sợi DNA gốc ( mẫu ) .
- Kết quả của một chu kỳ luân hồi PCR là hai chuỗi chuỗi DNA tiềm năng, mỗi chuỗi chứa một sợi mới được tạo ra và một sợi khởi đầu .
Tham khảo thêm : Phương Pháp Hiệu Chuẩn Máy Đo pH Đúng Cách
ỨNG DỤNG CỦA PCR
Chỉ cần nhìn vào ảnh thì bạn đã tưởng tượng ra được phần nào những ứng dụng của giải pháp PCR này. Bây giờ tất cả chúng ta sẽ cùng đi cụ thể hơn từng ứng dụng để thấy được tầm quan trọng của chiêu thức này .
Kiểm tra huyết thống
Một biến thể của kỹ thuật này cũng hoàn toàn có thể được sử dụng để xác lập những mối quan hệ tiến hóa giữa những sinh vật .
Vân tay di truyền
Vân tay di truyền là một kỹ thuật pháp y sử dụng để xác lập một người bằng cách so sánh DNA của người đó với mẫu đã có. Về triết lý thì chỉ cần một mạch DNA đơn là đủ .
Chẩn đoán bệnh di truyền
Phát hiện những bệnh di truyền trong một gen nhất định là một quy trình lâu bền hơn và khó khăn vất vả, hoàn toàn có thể được rút ngắn đáng kể bằng cách sử dụng chiêu thức PCR. Mỗi gen trong câu hỏi hoàn toàn có thể thuận tiện được khuếch đại qua PCR bằng cách sử dụng những loại sơn lót thích hợp và sau đó trình tự để phát hiện đột biến .Bệnh virus, cũng hoàn toàn có thể được phát hiện bằng giải pháp PCR trải qua khuếch đại của DNA của virus. Phân tích này là hoàn toàn có thể ngay sau khi nhiễm trùng, hoàn toàn có thể từ vài ngày đến vài tháng trước khi những triệu chứng thực tiễn xảy ra .
Tách dòng gen
Nhân bản một gen không nên nhầm lẫn với nhân bản hàng loạt một sinh vật-mô tả quy trình cô lập một gen từ một sinh vật và sau đó chèn nó vào sinh vật khác. PCR thường được sử dụng để khuếch đại gen, mà sau đó hoàn toàn có thể được chèn vào một vector ( vector là một phương tiện đi lại chèn một gen vào khung hình ) như một plasmid ( một phân tử DNA vòng ). Thể hiện một gen nhân bản cũng hoàn toàn có thể là một cách để sản xuất hàng loạt có ích ví dụ protein-cho, thuốc men .
Phân tích mẫu DNA cổ
Sử dụng PCR nó sẽ trở thành hoàn toàn có thể nghiên cứu và phân tích ADN đó là hàng ngàn năm tuổi. Kỹ thuật PCR đã được sử dụng thành công xuất sắc trên động vật hoang dã, ví dụ điển hình như một voi ma mút bốn mươi ngàn năm tuổi .
MÁY CHU KÌ NHIỆT
Trước đây, khi chưa có máy chu kỳ luân hồi nhiệt, thử nghiệm PCR được thực thi bằng cách liên tục chuyển những ống nghiệm phản ứng PCR vào những máy những thủy có nhiệt độ khác nhau để tạo ra được những chu kỳ luân hồi nhiệt cho phản ứng. Ngày nay, thử nghiệm PCR được thực thi trong những buồng ủ PCR của máy chu kỳ luân hồi nhiệt, còn gọi là máy luân nhiệt. Một cách tổng quát, máy luân nhiệt gồm những bộ phận chính như sau :
- Một bàn phím đơn thuần để lập những chương trình chu kỳ luân hồi nhiệt và ra những mệnh lệnh để máy triển khai .
- Một bộ vi giải quyết và xử lý để ghi nhớ những chương trình đã nạp vào máy, triển khai những mệnh lệnh đền buồng ủ PCR, cũng như ghi nhận cách đổi khác nhiệt độ buồng ủ PCR trong những chu kỳ luân hồi nhiệt để kiểm soát và điều chỉnh cho đúng với chương trình đang được thực thi .
- Buồng ủ PCR là nơi mà những chu kỳ luân hồi nhiệt được triển khai qua dự tinh chỉnh và điều khiển của bộ vi giải quyết và xử lý. Trong những chu kỳ luân hồi nhiệt, nhiệt độ trong buồng ủ PCR hoàn toàn có thể đưa lên cao hay hạ xuống thấp trong một thời hạn rất ngắn. Ðể làm đổi khác được nhiệt độ trong buồng ủ PCR .
Với bài viết này, Trung Sơn chúng tôi đã giúp bạn hình dung được PCR là gì cũng như những phần cốt lõi để tạo nên PCR và các gia đoạn chu trình để có thể tiến hành với PCR. Ngoài ra chúng tôi còn đề cập đến cho bạn những ứng dụng vượt trội của nó đối với cuộc sống con người cũng như đưa ra cho bạn một giải pháp để tiến hành PCR thuận lợi hơn. Công ty mong muốn bạn có thể tìm được một vài thông tin bổ ích cho mình và phục vụ nhu cầu của bạn. Hiện tại, Công Ty chúng tôi đang là đại lý phân phối chính hãng máy chu kỳ nhiệt và các thiết bị phòng thí nghiệm mà bạn quan tâm. Chúng tôi luôn nổ lực hết mình để đưa đến bạn những thông tin hữu ích nhất và hơn hết là các sản phẩm chất lượng hàng đầu, uy tín bậc nhất và quan trọng chính là giá cả vô cùng cạnh tranh.
Hãy tìm đến Trung Sơn nếu bạn có nhu yếu. Chúng tôi rất hân hạnh được ship hàng bạn .
Tìm hiểu thêm : Máy nghiền phòng thí nghiệm và những yếu tố cơ bản tương quan
Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay
