Vsebina
- Posnemanje telesa
- Sestavni deli reakcije PCR
- Vloga magnezijevega klorida
- Učinki obilnega magnezija
- Učinki redkega magnezija
Ko preiskovalec ali zdravnik na kraju zločina pridobi vzorec DNK, pogosto ni dovolj materiala za pravilno analizo. Da bi simulirali pogoje procesa replikacije DNK v telesu, so znanstveniki razvili postopek, imenovan PCR, ki deluje kot aparat za kseroks in dela kopije vzorca DNK. V reakciji PCR je veliko komponent, magnezijev klorid pa je eden najpomembnejših.
Posnemanje telesa
Verižna reakcija s polimerazo (PCR) je bila razvita tako, da posnema naravni način replikacije DNA. To je zaporedje nukleotidov in vsak nukleotid ima tri dele. Okostje molekule DNA je ponavljajoča se enota sladkorja in fosfata, vsak sladkor pa je povezan z dušikovo bazo. Obstajajo štiri osnove: gvanin, citozin, adenin in timin. DNA tvorita dve fosfatni sladkorni verigi, vzporedno z dvema dušikovima bazama, ki se vežeta med dvema sladkorjema. Ko se DNA razmnoži v telesu, encim, imenovan helikaza, pretrga vezi med dušikovimi bazami. Drugi encim, DNA polimeraza, veže nove nukleotide namesto starih. Na koncu se novim molekulam pridruži še tretji encim, imenovan ligaza.
Sestavni deli reakcije PCR
Nekaj sprememb je treba narediti, da bi se replicirala DNA v laboratorijski reakciji. Namesto helikaze reakcija PCR preprosto uporablja toploto za prekinitev vezi med dušikovimi bazami. Človeška DNA polimeraza ni dovolj stabilna, da bi zdržala to temperaturo. Namesto ljudi se uporablja podobna molekula, imenovana Taq polimeraza ali termostabilna polimeraza, saj lahko preseže temperaturo, ki se uporablja v PCR. Poleg tega PCR reakcija zahteva proste nukleotide, pufer in magnezij.
Vloga magnezijevega klorida
Magnezijev klorid je najprimernejša metoda za dodajanje magnezija v PCR eksperiment. Termostabilna polimeraza zahteva prisotnost magnezija, ki deluje kot kofaktor med reakcijskim postopkom. Njegova vloga je podobna vlogi katalizatorja, pri katerem se magnezij v reakciji ne porabi natančno, vendar brez njega ne more nadaljevati.
Učinki obilnega magnezija
Več kot je magnezija dodanega v reakcijo PCR, hitreje napreduje. Vendar to ni nujno dobro. Če je prisotnega preveč magnezija, bo DNA polimeraza delovala zelo hitro in bo v postopku kopiranja pogosto storila veliko napak. To bo privedlo do proizvodnje številnih različnih verig DNA, ki ne predstavljajo nujno prvotnega vzorca, ki smo ga dobili.
Učinki redkega magnezija
Če je magnezij v reakciji na omejeni ravni, se to ne bo zgodilo tako hitro, kot bi se moralo, če deluje. Poskusite lahko narediti 40 ciklov PCR, vendar ne dobite želenega števila kopij. Vsak cikel PCR eksponentno podvoji količino DNA v epruveti. Torej, čeprav začnete z majhnim vzorcem, na koncu dobite veliko večji vzorec. Če je magnezija premalo, se del DNA polimeraze ne aktivira in ne bo deloval. Vendar pa bo toplota ločila DNA, ki je v vzorcu, in je ne bo mogoče obnoviti. Zato lahko poskus kot celoto uniči, če ni dovolj magnezija.