Obsah
- Napodobňovanie tela
- Zložky PCR reakcie
- Úloha chloridu horečnatého
- Účinky bohatého horčíka
- Účinky obmedzeného horčíka
Keď vyšetrovateľ alebo lekár na mieste činu získa vzorku DNA, často nie je dostatok materiálu na správnu analýzu. Na simuláciu podmienok procesu replikácie DNA v tele vyvinuli vedci proces nazývaný PCR, ktorý funguje ako xeroxový prístroj a vytvára kópie vzorky DNA. V PCR reakcii je veľa zložiek a chlorid horečnatý je jednou z najdôležitejších.
Napodobňovanie tela
Polymerázová reťazová reakcia (PCR) bola vyvinutá tak, aby napodobňovala prirodzený spôsob replikácie DNA. Toto je sekvencia nukleotidov a každý nukleotid má tri časti. Kostra molekuly DNA je opakovanou jednotkou cukru a fosfátu a každý cukor je naviazaný na dusíkatú bázu. Existujú štyri zásady: guanín, cytozín, adenín a tymín. DNA je tvorená dvoma vláknami fosfátového cukru paralelne s dvoma dusíkatými bázami spojenými medzi dvoma cukrami. Keď sa DNA replikuje v tele, enzým nazývaný helikáza prerušuje väzby medzi dusíkatými bázami. Druhý enzým, DNA polymeráza, viaže nové nukleotidy namiesto tých starých. Nakoniec sa k novým molekulám pripája tretí enzým, ktorý sa nazýva ligáza.
Zložky PCR reakcie
Na replikáciu DNA v laboratórnej reakcii je potrebné vykonať niekoľko zmien. Namiesto helikázy PCR reakcia jednoducho využíva teplo na prerušenie väzieb medzi dusíkatými bázami. Ľudská DNA polymeráza nie je dostatočne stabilná, aby odolala tejto teplote. Podobná molekula nazývaná Taq polymeráza alebo termostabilná polymeráza sa používa namiesto človeka, pretože môže prekročiť teplotu použitú pri PCR. Okrem toho PCR reakcia vyžaduje voľné nukleotidy, pufor a horčík.
Úloha chloridu horečnatého
Chlorid horečnatý je preferovanou metódou na pridanie horčíka do experimentu PCR. Termostabilná polymeráza vyžaduje prítomnosť horčíka, aby pôsobil ako kofaktor počas reakčného procesu. Jeho úloha je obdobná ako v prípade katalyzátora, pri ktorom sa horčík pri reakcii nespotrebúva presne, ale bez neho nemôže pokračovať.
Účinky bohatého horčíka
Čím viac horčíka sa pridá do reakcie PCR, tým rýchlejšie postupuje. Nie je to však nevyhnutne dobrá vec. Ak je prítomné príliš veľa horčíka, DNA polymeráza bude pracovať veľmi rýchlo a často urobí v procese kopírovania veľa chýb. To povedie k produkcii mnohých rôznych reťazcov DNA, ktoré nemusia nevyhnutne predstavovať pôvodnú vzorku, ktorá bola poskytnutá.
Účinky obmedzeného horčíka
Ak je horčík v reakcii na obmedzenej úrovni, nestane sa tak rýchlo, ako by mal, ak funguje. Môžete sa pokúsiť urobiť 40 cyklov PCR, ale nezískate požadovaný počet kópií. Každý cyklus PCR exponenciálne zdvojnásobuje množstvo DNA v skúmavke. Takže aj keď začnete s malou vzorkou, nakoniec získate oveľa väčšiu vzorku. Ak nie je dostatok horčíka, časť DNA polymerázy sa neaktivuje a nebude fungovať. Teplo však oddelí DNA, ktorá je vo vzorke, a nebude sa znovu získavať. Preto môže byť experiment ako celok zničený, ak nie je dostatok horčíka.