PCR, hay phản ứng chuỗi polymerase, là một kỹ thuật được sử dụng để khuếch đại trình tự DNA.Nó được phát triển lần đầu tiên vào những năm 1980 bởi Kary Mullis, người được trao giải Nobel Hóa học năm 1993 cho công trình của mình.PCR đã cách mạng hóa sinh học phân tử, cho phép các nhà nghiên cứu khuếch đại DNA từ các mẫu nhỏ và nghiên cứu nó một cách chi tiết.
PCR là một quá trình gồm ba bước diễn ra trong máy quay vòng nhiệt, một máy có thể thay đổi nhanh chóng nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng.Ba bước là biến tính, ủ và mở rộng.
Ở bước đầu tiên, biến tính, DNA sợi đôi được nung nóng đến nhiệt độ cao (thường là khoảng 95°C) để phá vỡ liên kết hydro giữ hai sợi lại với nhau.Điều này dẫn đến hai phân tử DNA chuỗi đơn.
Ở bước thứ hai, ủ, nhiệt độ được hạ xuống khoảng 55°C để cho phép các mồi gắn vào các trình tự bổ sung trên chuỗi đơn DNA.Mồi là những đoạn DNA ngắn được thiết kế để phù hợp với trình tự quan tâm trên DNA mục tiêu.
Ở bước thứ ba, mở rộng, nhiệt độ được nâng lên khoảng 72°C để cho phép Taq polymerase (một loại DNA polymerase) tổng hợp một chuỗi DNA mới từ các đoạn mồi.Taq polymerase có nguồn gốc từ một loại vi khuẩn sống ở suối nước nóng và có thể chịu được nhiệt độ cao được sử dụng trong PCR.
Sau một chu kỳ PCR, kết quả là hai bản sao của trình tự DNA mục tiêu.Bằng cách lặp lại ba bước trong một số chu kỳ (thường là 30-40), số lượng bản sao của trình tự DNA mục tiêu có thể tăng lên theo cấp số nhân.Điều này có nghĩa là ngay cả một lượng nhỏ DNA ban đầu cũng có thể được khuếch đại để tạo ra hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ bản sao.
PCR có nhiều ứng dụng trong nghiên cứu và chẩn đoán.Nó được sử dụng trong di truyền học để nghiên cứu chức năng của gen và đột biến, trong pháp y để phân tích bằng chứng DNA, trong chẩn đoán bệnh truyền nhiễm để phát hiện sự hiện diện của mầm bệnh và trong chẩn đoán trước sinh để sàng lọc các rối loạn di truyền ở thai nhi.
PCR cũng đã được điều chỉnh để sử dụng trong một số biến thể, chẳng hạn như PCR định lượng (qPCR), cho phép đo lượng DNA và PCR sao chép ngược (RT-PCR), có thể được sử dụng để khuếch đại trình tự RNA.
Mặc dù có nhiều ứng dụng nhưng PCR vẫn có những hạn chế.Nó đòi hỏi kiến thức về trình tự mục tiêu và thiết kế các mồi thích hợp, đồng thời có thể dễ xảy ra lỗi nếu điều kiện phản ứng không được tối ưu hóa chính xác.Tuy nhiên, với thiết kế và thực hiện thử nghiệm cẩn thận, PCR vẫn là một trong những công cụ mạnh mẽ nhất trong sinh học phân tử.
Thời gian đăng: 22-02-2023