¿Qué es la reacción en cadena de la polimerasa?

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de biología molecular que se utiliza para amplificar fragmentos de ADN específicos y puede considerarse como una replicación especial in vitro del ADN. La característica más importante de la PCR es que puede aumentar considerablemente una pequeña cantidad de ADN. Por lo tanto, siempre que se pueda aislar un poquito de ADN, se puede amplificar y comparar mediante PCR, ya sea un fósil, los restos de un personaje histórico, o las manchas de cabello, piel o sangre que dejó el asesino en un Caso de asesinato hace décadas. Este es también el poder de las “pruebas de rastreo”. Esta idea fue propuesta por primera vez por Mullis en Estados Unidos en 1983. El método simple de amplificación de ADN fue inventado por Mullis en 1985, lo que significó el verdadero nacimiento de la tecnología PCR. En lo que va de 2013, la PCR se ha convertido en la tecnología de tercera generación. En 1973, el científico taiwanés Qian Jiayun descubrió la ADN polimerasa estable Taq e hizo una contribución fundamental al desarrollo de la tecnología de PCR.

La PCR (reacción en cadena de la polimerasa) utiliza el ADN que se desnaturaliza a 95 °C in vitro para convertirlo en una sola cadena. Los cebadores y las cadenas individuales se combinan a baja temperatura (generalmente alrededor de 60 °C) en función de la temperatura. Principio de apareamiento de bases complementarias. Luego, la temperatura se ajusta a la temperatura de reacción óptima de la ADN polimerasa (alrededor de 72 °C), y la ADN polimerasa sintetiza hebras complementarias en la dirección del fosfato al azúcar pentosa (5'-3'). El instrumento de PCR basado en polimerasa es en realidad un dispositivo de control de temperatura que puede controlar bien la temperatura de desnaturalización, la temperatura de renaturalización y la temperatura de extensión.

Nombre chino

Reacción en cadena de la polimerasa

Nombre extranjero

Reacción en cadena de la polimerasa

Abreviatura

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Reacción en cadena de la polimerasa

Propiedades

Reacción en cadena

Establecimiento de la PCR

Coranna (1971) por primera vez propuso la idea de la amplificación de ácidos nucleicos in vitro: "Después de la desnaturalización del ADN, la hibridación con cebadores apropiados y la extensión de los cebadores con ADN polimerasa, y repitiendo este proceso, se pueden sintetizar genes de ARNt".

Pero Debido a que en ese momento, el método de análisis de secuencias genéticas aún no estaba maduro, aún no se había informado sobre una ADN polimerasa resistente al calor y la síntesis de cebadores era difícil. La idea parecía no tener importancia práctica. Además, la llegada de la clonación molecular a principios de la década de 1970 proporcionó los medios para clonar y amplificar genes, y la idea de Coranna quedó en el olvido.

En 1985, mientras trabajaba en Setus, Kary Mullis inventó la PCR. Mullis quería sintetizar cebadores de ADN para la secuenciación, pero a menudo le preocupaba no tener suficiente ADN molde.

Un viernes por la noche de abril de 1983, conducía hacia su casa de campo cuando de repente le vino a la mente la idea de la "reacción en cadena de la polimerasa".

Desde 1983 hasta el 65 de febrero de 38, Mullis vio el primer fragmento de PCR con una longitud de 49 pb después de 10 ciclos mediante marcaje isotópico.

El 25 de octubre de 1985 de 1987 solicité una patente para PCR, que fue aprobada el 28 de julio (Patente No.: 4683202 es el primer inventor).

1985 65438 El primer artículo académico sobre PCR se publicó en la revista Science el 20 de febrero, con Mullis como coautor.

En mayo de 1986, Mullis dio un informe especial en el laboratorio Cold Spring Harbor y el mundo entero comenzó a aprender el método de la PCR. [1]

Principio de PCR

La replicación semiconservativa del ADN es una forma importante de evolución y generación biológica. El ADN de doble hebra puede desnaturalizarse y desenrollarse en hebras simples bajo la acción de diversas enzimas. Con la participación de la ADN polimerasa, puede copiarse en dos copias moleculares idénticas según el principio del apareamiento de bases complementarias. Los experimentos han descubierto que el ADN puede desnaturalizarse y fundirse a altas temperaturas, y puede replegarse en dobles hebras cuando se enfría. Por lo tanto, la desnaturalización y renaturalización del ADN se puede controlar mediante cambios de temperatura, y la ADN polimerasa y el dNTP pueden completar la replicación in vitro de genes específicos agregando cebadores diseñados.

Sin embargo, la ADN polimerasa se inactiva a altas temperaturas, por lo que es necesario añadir una nueva ADN polimerasa en cada ciclo, lo que no sólo es engorroso de operar, sino también costoso, lo que restringe la aplicación y el desarrollo de la tecnología de PCR. .

El descubrimiento de la enzima ADN polimerasa termoestable Taq supone un hito en la aplicación de la PCR. La enzima puede soportar altas temperaturas superiores a 90°C sin perder actividad, lo que hace que la tecnología de PCR sea muy simple y reduce en gran medida los costos. La tecnología de PCR se ha utilizado ampliamente y se ha aplicado clínicamente gradualmente.