ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส: การรักษาผลกระทบและความเสี่ยง

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสแสดงถึงกระบวนการจากอณูชีววิทยาที่ทำซ้ำส่วนจากสารพันธุกรรม (กรด deoxyribonucleic, ดีเอ็นเอ). สำเนาที่เหมือนกันหลายล้านชุดผลิตจาก DNA จำนวนนาที ด้วยวิธีนี้จึงมีปริมาณที่เพียงพอสำหรับการตรวจสอบต่างๆ

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสคืออะไร?

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสแสดงถึงวิธีการจากอณูชีววิทยาที่ทำซ้ำส่วนจากสารพันธุกรรม (กรด deoxyribonucleic, ดีเอ็นเอ). คำว่าปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) อธิบายถึงปฏิกิริยาในหลอดทดลอง (ละติน: ในแก้ว) ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์โพลีเมอเรส (DNA polymerase) ซึ่งนำไปสู่การทำซ้ำบางอย่าง ยีน ลำดับ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยายังเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับวัฏจักรใหม่ของปฏิกิริยานี้ จำนวน โมเลกุล เป็นสองเท่าและในเวลาเดียวกันทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับรอบใหม่ สิ่งนี้เรียกว่าการคูณเลขชี้กำลัง เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการด้วยความเร็วสูงเพียงไม่กี่นาทีคล้ายกับปฏิกิริยาลูกโซ่ กระบวนการในห้องปฏิบัติการนี้เลียนแบบการทำสำเนาข้อมูลทางพันธุกรรม (DNA) ที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะธรรมชาติระหว่างการจำลองแบบ นักเคมีชาวอเมริกัน KB Mullis ถือเป็นผู้ค้นพบกระบวนการนี้ ในปี 1983 เขาได้นำเสนอกระบวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอนี้และสิบปีต่อมาก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี

ฟังก์ชันผลและเป้าหมาย

ในสิ่งมีชีวิตดีเอ็นเอใน โครโมโซม มีความยาวที่ไม่สามารถขยายได้โดยใช้ PCR แต่จะใช้เพื่อขยายส่วนที่กำหนด นี่อาจเป็นยีนซึ่งเป็นส่วนเฉพาะของไฟล์ ยีนหรือภูมิภาคที่ไม่ได้รับการถอดเสียงเป็นไฟล์ โปรตีนกล่าวคือไม่มีการเข้ารหัส ส่วนเหล่านี้มักประกอบด้วยคู่ฐานไม่เกินสามพันคู่เทียบกับคู่ฐานประมาณสองสามพันล้านคู่ต่อชุดของ โครโมโซม ในมนุษย์ ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสต้องการสายโซ่ดีเอ็นเอแบบเกลียวเดียวหรือสองเส้นซึ่งโครงสร้างต้องเป็นที่รู้จักอย่างน้อยบางส่วน นอกจากเอนไซม์แล้วยังใช้โพลีเมอเรสไพรเมอร์สองตัว สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนประกอบของ DNA ที่ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด มีลักษณะเป็นลำดับที่ตรงกับพื้นที่ที่จะขยาย ในห้องปฏิบัติการปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสจะดำเนินการในบล็อกความร้อนที่ตั้งโปรแกรมได้ ส่วนประกอบที่จำเป็นเช่นโพลีเมอเรสไพรเมอร์กลุ่มส่วนประกอบเพื่อสร้างเส้นใยใหม่ (deoxyribonucleoside triphosphates) และ แมกนีเซียม ไอออนจะถูกเพิ่มเข้าด้วยกันในสารละลายบัฟเฟอร์ โปรแกรมเวลาอุณหภูมิสำหรับปฏิกิริยาเริ่มต้นด้วยการสูญเสียสภาพที่อุณหภูมิสูงกว่า 94 ° C ในกระบวนการนี้ดีเอ็นเอที่มีเกลียวสองเส้นจะถูกแยกออกและมีอยู่ในรูปแบบเกลียวเดี่ยว ในขั้นตอนต่อไปที่อุณหภูมิประมาณ 70 ° C ไพรเมอร์จะถูกผูกไว้กับ ยีน ลำดับและสร้างจุดเริ่มต้นสำหรับปฏิกิริยาของเอนไซม์ จากที่นี่โพลีเมอเรสจะสังเคราะห์เส้นใยเสริม จากนั้นวัฏจักรใหม่จะเริ่มขึ้นอีกครั้งซึ่งประกอบด้วยสามขั้นตอนของการสูญเสียสภาพแวดล้อมการจับสีรองพื้นและการสังเคราะห์สายดีเอ็นเอ ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสใช้ในการแพทย์นิติเวชการวินิจฉัยทางคลินิกและการวิจัยทางคลินิก ในทางนิติวิทยาศาสตร์ DNA ถูกสกัดมาจาก ผิว, น้ำลาย, ผม, น้ำอสุจิหรือ เลือด จากสถานที่เกิดเหตุและหลังจากการขยายเปรียบเทียบกับกลุ่มตัวอย่างที่รู้จักและใช้เพื่อระบุตัวบุคคลที่เฉพาะเจาะจง การใช้ลายนิ้วมือทางพันธุกรรมนี้สามารถชี้แจงความเป็นพ่อได้ด้วยวิธีการแก้ไข ในการอธิบายโรคจะใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสเพื่อตรวจสอบยีนที่เกี่ยวข้อง โรคแบคทีเรียบางชนิดสามารถจำแนกได้โดยการจดจำลำดับที่เฉพาะเจาะจง โรคไวรัสสามารถมีลักษณะเฉพาะได้เมื่อ DNA หรือ RNA ของไวรัสถูกเปลี่ยนและขยาย ใน เลือด การตรวจคัดกรองเป็นไปได้ที่จะตรวจจับ ตับอักเสบ หรือโรคที่มีเอชไอวีเป็นสื่อกลางในระยะเริ่มต้น ในการวินิจฉัยเนื้องอกจะใช้เพื่อระบุเซลล์เนื้องอก ทำให้สามารถจำแนกเนื้องอกประเมินระยะของโรคความสำเร็จของ การรักษาด้วย และการพยากรณ์โรค ในการวิจัยปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสใช้เพื่อระบุยีนที่เกี่ยวข้องกับโรคต่างๆสำหรับการโคลนยีนซึ่งไม่เหมือนกับการโคลนสิ่งมีชีวิตยีนจะถูกขยายก่อนที่จะถูกถ่ายโอนไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นในเวกเตอร์ (ละติน: นักเดินทางผู้ให้บริการ ). สิ่งเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นแบบจำลองเพื่อศึกษาโรคหรือผลิตได้ดีขึ้น โปรตีน ที่สามารถใช้เป็น ยาเสพติด.

ความเสี่ยงและอันตราย

ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสมีศักยภาพอย่างมากในการตรวจจับดีเอ็นเอจำนวนนาที เพื่อที่จะใช้ประโยชน์จากความเป็นไปได้มากมายและเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดที่สำคัญต้องคำนึงถึงข้อกำหนดเบื้องต้นบางประการและแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดต่างๆ เฉพาะส่วนของสารพันธุกรรมที่ทราบลำดับอย่างน้อยบางส่วนเท่านั้นที่สามารถขยายได้ วิธีนี้ไม่สามารถขยายลำดับที่ไม่รู้จักโดยสิ้นเชิงได้ ผลิตภัณฑ์ของเครื่องขยายเสียงสามารถมองเห็นได้ในภายหลัง หากมองไม่เห็นสัญญาณที่คาดไว้แม้ว่าจะมีลำดับการค้นหา แต่ก็มีผลลัพธ์ที่เป็นลบเท็จ ส่วนใหญ่มักเป็นผลมาจากสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมหรือไม่เหมาะสม สิ่งเหล่านี้ต้องถูกกำหนดให้เป็นฟังก์ชันของลำดับเป้าหมาย เพื่อจุดประสงค์นี้จะมีการทดสอบโปรไฟล์อุณหภูมิและเวลาลำดับไพรเมอร์และปริมาณที่แตกต่างกันตลอดจนความเข้มข้นของสารอื่น ๆ ในส่วนผสมของปฏิกิริยา ผลลัพธ์ที่ผิดพลาดจะแสดงเป็นสัญญาณที่ไม่สามารถกำหนดให้กับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้ ปัญหาสำคัญเกิดจากการปนเปื้อนกับดีเอ็นเอที่มาจากผู้ตรวจสอบหรือจากแหล่งอื่นที่ไม่ใช่ที่จะทำการวิเคราะห์ ดีเอ็นเอของแหล่งกำเนิดแบคทีเรียยังมีอิทธิพลต่อผลของปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส ด้วยการสวมถุงมือและใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งข้อผิดพลาดดังกล่าวสามารถป้องกันได้และสามารถกำหนดข้อสรุปที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่ขยายเสียงได้