Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (PCR) մոլեկուլային կենսաբանության մեթոդ է, որը թույլ է տալիս կենսաբանական նյութում հայտնաբերել փոքր քանակությամբ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ), ավելի ճիշտ՝ դրա որոշ բեկորներ և բազմապատկել դրանք: Այնուհետև դրանք տեսողականորեն հայտնաբերվում են գելային էլեկտրոֆորեզի միջոցով: Ռեակցիան մշակվել է 1983 թվականին Կ. Մալիսի կողմից և ներառվել է վերջին տարիների ակնառու հայտնագործությունների ցանկում։
Որո՞նք են PCR-ի մեխանիզմները
Ամբողջ տեխնիկան հիմնված է նուկլեինաթթուների ինքնակրկնօրինակման ունակության վրա, որն այս դեպքում իրականացվում է արհեստականորեն լաբորատորիայում։ ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը կարող է չսկսվել մոլեկուլի ոչ մի շրջանում, այլ միայն որոշակի նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ շրջաններում՝ սկզբնական բեկորներով: Որպեսզի պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան սկսվի, անհրաժեշտ են պրայմերներ (կամ ԴՆԹ զոնդեր): Սրանք ԴՆԹ-ի շղթայի կարճ բեկորներ են՝ տրված նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ: Դրանք լրացնում են (այսինքն՝ համապատասխան) նմուշի ԴՆԹ-ի սկզբնական շրջաններին։
Իհարկե, պրայմերներ ստեղծելու համար գիտնականները պետք է ուսումնասիրեն տեխնիկայի մեջ ներգրավված նուկլեինաթթվի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը: Հենց այս ԴՆԹ-ի զոնդերն ապահովում են ռեակցիայի առանձնահատկությունը և դրա մեկնարկը: Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան չի գնա, եթե նմուշում չգտնվի ցանկալի ԴՆԹ-ի առնվազն մեկ մոլեկուլ: Ընդհանուր առմամբ, ռեակցիայի կայացման համար անհրաժեշտ են վերը նշված պրայմերները, նուկլեոտիդների մի շարք, ջերմակայուն ԴՆԹ պոլիմերազա։ Վերջինս ֆերմենտ է՝ նմուշի հիման վրա նուկլեինաթթվի նոր մոլեկուլների սինթեզի կատալիզատոր։ Այս բոլոր նյութերը, ներառյալ կենսաբանական նյութը, որում անհրաժեշտ է հայտնաբերել ԴՆԹ, միացվում են ռեակցիայի խառնուրդի (լուծույթի): Այն տեղադրվում է հատուկ թերմոստատի մեջ, որը կատարում է շատ արագ տաքացում և սառեցում տվյալ ժամանակի համար՝ ցիկլ: Սովորաբար լինում են 30-50։
Ինչպես է գործում այս ռեակցիան
Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ մեկ ցիկլի ընթացքում պրայմերները կցվում են ԴՆԹ-ի ցանկալի հատվածներին, որից հետո այն կրկնապատկվում է ֆերմենտի գործողության ներքո։ Ստացված ԴՆԹ-ի շղթաների հիման վրա հաջորդ ցիկլերում սինթեզվում են մոլեկուլի նոր և նոր նույնական բեկորներ։
Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան ընթանում է հաջորդաբար, առանձնանում են դրա հետևյալ փուլերը. Առաջինը բնութագրվում է յուրաքանչյուր ջեռուցման և հովացման շրջանի ընթացքում արտադրանքի քանակի կրկնապատկմամբ: Երկրորդ փուլում ռեակցիան դանդաղում է, քանի որ ֆերմենտը վնասվում է, ինչպես նաև կորցնում է ակտիվությունը։ Բացի այդ, նուկլեոտիդների և պրայմերների պաշարները սպառվում են: Վերջին փուլում՝ սարահարթում, ապրանքներն այլևս չեն կուտակվում,քանի որ ռեակտիվները դուրս են եկել։
Որտեղ օգտագործվում է
Անկասկած, պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան ամենալայն կիրառությունն է գտնում բժշկության և գիտության մեջ: Այն օգտագործվում է ընդհանուր և մասնավոր կենսաբանության, անասնաբուժության, դեղագործության և նույնիսկ էկոլոգիայի մեջ։ Ավելին, վերջիններս դա անում են սննդամթերքի և բնապահպանական օբյեկտների որակը վերահսկելու համար։ Պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան ակտիվորեն կիրառվում է դատաբժշկական պրակտիկայում հայրությունը հաստատելու և անձին նույնականացնելու համար։ Դատաբժշկական, ինչպես նաև պալեոնտոլոգիայում այս տեխնիկան հաճախ միակ ելքն է, քանի որ սովորաբար շատ քիչ ԴՆԹ հասանելի է հետազոտության համար: Իհարկե, մեթոդը շատ լայն կիրառություն է գտել գործնական բժշկության մեջ։ Այն անհրաժեշտ է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գենետիկան, վարակիչ հիվանդությունները և ուռուցքաբանական հիվանդությունները։
