PCR là gì? Tầm quan trọng của kỹ thuật PRC

pcr là gì

Pcr là thuật ngữ thường được dùng trong các phòng thí nghiệm sinh học, trong bênh viện hay nuôi cấy mô tế bào… Đây là một kỹ thuật quan trọng giúp tạo nhiều bản sao từ một phân tử AND gốc.

Pcr là gì?

Pcr là viết tắt của từ polymerase chain reaction, một kỹ thuật được sử dụng trong phòng thí nghiệm để tạo ra hàng triệu bản sao của của DNA. Nó được phát triển lần đầu tiên vào những năm 1980.

Nó là một kỹ thuật được sử dụng để khuếch đại một đoạn DNA hoặc sản xuất và nhân bản nhiều mẫu AND giống nhau. Nói cách khác, PCR cho phép bạn tạo ra hàng triệu bản sao của một chuỗi DNA cụ thể từ một mẫu nhỏ ban đầu đôi khi thậm chí là một bản sao duy nhất. Đây là một quá trình quan trọng đối với một loạt các công nghệ di truyền và, trên thực tế, đã cho phép phát triển một bộ công nghệ mới.

Những ứng dụng của kỹ thuật pcr
                                           Những ứng dụng của kỹ thuật pcr

PCR là một công cụ phổ biến được sử dụng trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu y học và sinh học. Nó được sử dụng trong giai đoạn đầu của quá trình xử lý DNA để giải trình tự. Để phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của một gen để giúp xác định các tác nhân gây bệnh. trong quá trình nhiễm trùng và khi tạo ra các cấu hình DNA pháp y từ các mẫu DNA nhỏ.

PCR hoạt động như thế nào?

PCR học theo những gì xảy ra trong các tế bào khi DNA được sao chép (nhân bản) trước khi phân chia tế bào , nhưng nó được thực hiện trong các điều kiện được kiểm soát trong phòng thí nghiệm. Máy được sử dụng đơn giản gọi là máy PCR hoặc máy đo nhiệt. Các ống nghiệm chứa hỗn hợp ADN quan tâm được đưa vào máy và máy thay đổi nhiệt độ cho phù hợp với từng bước của quy trình.

Năm thành phần cốt lõi được yêu cầu để thiết lập một PCR gồm:

  • Mẫu DNA cần được sao chép.
  • Đoạn DNA ngắn bắt đầu phản ứng PCR, được thiết kế để liên kết với hai bên của phần DNA mà bạn muốn sao chép.
  • 4 loại nucleotide DNA (còn được gọi là dNTPs). Các cơ sở DNA (A, C, G và T) là các khối xây dựng của DNA và cần thiết để xây dựng chuỗi ADN mới.
  • DNA polymerase chịu nhiệt enzyme
  • Các loại muối cần thiết để tạo ra một môi trường thích hợp cho enzyme hoạt động.

Quá trình PCR là gì?

Một quá trình pcr được thực hiện thông qua 3 bước gồm: biến tính, ủ và mở rộng. Ba giai đoạn này được lặp lại 20-40 lần, gấp đôi số lượng bản sao DNA mỗi lần.

Một phản ứng PCR hoàn chỉnh có thể được thực hiện trong một vài giờ, hoặc thậm chí ít hơn một giờ với một số máy tốc độ cao. Sau khi PCR đã được hoàn thành, một phương pháp gọi là điện di có thể được sử dụng để kiểm tra số lượng và kích thước của các đoạn DNA được tạo ra.

 

3 công đoạn chính trong kỹ thuật pcr
 

3 công đoạn chính trong kỹ thuật pcr

Giai đoạn biến tính

  • Trong giai đoạn này, dung dịch chứa DNA mẫu và tất cả các thành phần cốt lõi khác được đun nóng đến 94-95⁰C.
  • Nhiệt độ cao gây ra liên kết hydro giữa các bazơ trong hai dải ADN mẫu để phá vỡ và hai sợi tách rời. Điều này dẫn đến hai chuỗi ADN đơn lẻ, sẽ hoạt động như các khuôn mẫu để tạo ra các chuỗi ADN mới.
  • Điều quan trọng là nhiệt độ được duy trì ở giai đoạn này đủ lâu để đảm bảo rằng các sợi DNA đã tách hoàn toàn.
  • Điều này thường mất từ ​​15-30 giây.
Các thang nhiệt độ trong kỹ thuật pcr
                                                       Các thang nhiệt độ trong kỹ thuật pcr 

 

Giai đoạn ủ

  • Trong giai đoạn này phản ứng được làm lạnh đến 50-65⁰C. Điều này cho phép các đoạn mồi gắn vào một vị trí cụ thể trên DNA mẫu đơn bằng cách liên kết hydro (nhiệt độ chính xác phụ thuộc vào nhiệt độ nóng chảy của đoạn mồi bạn đang sử dụng).
  • Đoạn mồi  là những sợi đơn DNA hay RNA và chuỗi dài khoảng 20 đến 30 đơn vị cơ sở(Base).
  • Các đoạn mồi được thiết kế để bổ sung theo thứ tự các đoạn ngắn của DNA trên mỗi đầu của chuỗi được sao chép.
  • Đoạn mồi  được xem là tác nhân đầu tiên trong quá trình tổng hợp DNA. Enzyme polymerase chỉ có thể thêm các base DNA vào một chuỗi DNA kép. Chỉ một khi đoạn mồi được kế nối thì enzyme polymerase có thể gắn và bắt đầu tạo ra chuỗi ADN bổ sung mới từ các cơ sở DNA có liên kết rời rạc lúc đầu.
  • Hai dải ADN tách rời được bổ sung và chạy theo các hướng ngược kết quả là, có hai đoạn mồi,  một mồi phía trước và một mồi ngược lại.
  • Bước này thường mất khoảng 10-30 giây.

Giai đoạn mở rộng

  • Trong bước cuối cùng này, nhiệt được tăng lên 72⁰C để cho phép DNA mới được tạo ra bởi một enzyme enzyme Taq DNA polymerase đặc biệt bổ sung thêm các base DNA.
  • Các chuỗi ADN mới được tạo ra bằng cách sử dụng các sợi gốc làm mẫu. Một enzyme DNA polymerase kết hợp các nucleotide DNA tự do với nhau. Enzyme này thường là Taq polymerase, một enzyme ban đầu được phân lập từ một vi khuẩn ưa nhiệt gọi là Thermus aquaticus.
  • Thứ tự mà trong đó các nucleotide tự do được thêm vào được xác định bởi trình tự nucleotide trong sợi DNA gốc (mẫu).
  • Kết quả của một chu kỳ PCR là hai chuỗi chuỗi DNA mục tiêu, mỗi chuỗi chứa một sợi mới được tạo ra và một sợi ban đầu.

Trên đây là những khái niệm cơ bản về pcr và các bước thực hiện phân tách một đoạn ADN thành hàng ngàn, hàng triệu đoạn giống nhau.

Trả lời

THIẾT BỊ PHÒNG THÍ NGHIỆM - THIẾT BỊ MÔI TRƯỜNG - THIẾT BỊ SO MÀU - THIẾT BỊ BAO BÌ - THIẾT BỊ THỰC PHẨM CHÍNH HÃNG Bỏ qua