PCR
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
PCR (ראשי תיבות באנגלית של Polymerase Chain Reaction, "תגובת שרשרת של פולימראז") הוא מכשיר מעבדתי המשמש לשכפול ("הגברה" בעגה המדעית) של מקטעי DNA.
נהוג להשתמש כיום ב-PCR לסריקה אחר מחלות גנטיות ולביצוע ניתוח השוואתי של DNA מאוכלוסיות שונות, כולל DNA ממינים נכחדים. המכשיר חיוני לפענוח פשעים ולקביעת אבהות (ראו גם: זיהוי פלילי).
מאז שפותח על-ידי קארי מוליס (שאף זכה בפרס נובל על המצאתו) בראשית שנות ה-80 דחף את הביולוגיה מולקולרית בצעדי ענק לעבר מעמדה הנוכחי, זאת בעיקר בזכות הקלות והפשטות שבה ניתן להגביר כמויות זעירות של גן נתון פי מיליארדים ובזמן של מספר שעות.
תוכן עניינים |
[עריכה] עקרונות הפעולה של ה-PCR
עיקרון הפעולה של המכשיר כולל 3 שלבים בכל מחזור: פרימה (דנטורציה בחום), איחוי (אנילינג) של קדמים (פריימרים) מתאימים לקצוות המקטע שאותו רוצים לשכפל, והארכתו באמצעות האנזים DNA פולימראז (אלונגציה). עם סיום מחזור אחד של הכפלה, מיד מתחיל משנהו שחוזר בדקדקנות על השלבים של קודמו, וכך כמה עשרות פעמים עד להגברה המבוקשת של המקטע.
הסיבה שבגללה המכשיר עובר במחזוריות בין שלושת השלבים נעוצה ביכולתו של המכשיר לשנות את הטמפרטורה שלו בהתאם לשלב. לפיכך, הדנטורציה נעשית בחום של 90 מעלות צלזיוס בקירוב, בעוד התחברות הקדמים נעשית בטמפרטורה של כ-50 מעלות וההתארכות - בטמפרטורה של 70 מעלות (שהיא טמפרטורה אופטימלית עבור האנזים Taq דנ"א פולימראז) וחוזר חלילה.
[עריכה] היבטים מתמטיים
בכל הנוגע להיבטים המתמטיים של ההכפלה ובהנחה של יעילות מקסימלית, הרי שעוצמת ההגברה היא מעריכית לפי 2 בחזקת n, כש-n הוא מספר מחזורי ההכפלה, וחישוב פשוט יוכיח שתוך 30 מחזורי הכפלה, לדוגמה, מספר הגנים במבחנה מוגבר פי יותר ממיליארד.
עם זאת, ההגברה אינה יוצאת מכלל שליטה מפני שגורמים מגבילים דוגמת התמדת האנזים ומספר הנוקלאוטידים במבחנה מהווים גורם מגביל, המביא להתמתנות בעלייה המעריכית לכדי מישור (פלטו).
[עריכה] תוצרים
התוצר של ה-PCR שמכונה אמפליקון הוא גן מוגבר פי מיליארדים, שיכול לשמש לליגציה (החדרת המקטע לפלסמיד כדי לעשות לו טרנספורמציה לחיידקים) או לקביעת רצף של גן.
[עריכה] גרסאות נוספות של המכשיר
- RT-PCR: שיטה זו משמשת להגברת רנ"א באמצעות הפיכתו ל- C-DNA עם האנזים רברס טרנסקריפטאז (Reverse Transcriptase). קיימות גרסאות מתקדמות של המכשיר המשמשות לקביעה כמותית של מקטעי RNA בכמויות זעירות ביותר, כמו בהורמונים.
- Real Time PCR
[עריכה] קישורים חיצוניים
