Što je PCR i zašto je važan?

PCR ili lančana reakcija polimerazom je tehnika koja se koristi za umnožavanje sekvenci DNK.Prvi ga je 1980-ih razvio Kary Mullis, koji je 1993. za svoj rad dobio Nobelovu nagradu za kemiju.PCR je revolucionirao molekularnu biologiju, omogućivši istraživačima da umnože DNK iz malih uzoraka i detaljno je prouče.

PCR je proces u tri koraka koji se odvija u termocikleru, stroju koji može brzo promijeniti temperaturu reakcijske smjese.Tri koraka su denaturacija, žarenje i ekstenzija.
 
U prvom koraku, denaturaciji, dvolančana DNK se zagrijava na visoku temperaturu (obično oko 95°C) kako bi se razbile vodikove veze koje drže dva lanca zajedno.To rezultira s dvije jednolančane molekule DNA.
 
U drugom koraku, žarenju, temperatura se snižava na oko 55°C kako bi se početnici mogli spojiti s komplementarnim sekvencama na jednolančanoj DNA.Primeri su kratki dijelovi DNK koji su dizajnirani da odgovaraju sekvencama od interesa na ciljnoj DNK.
 
U trećem koraku, ekstenziji, temperatura se podiže na oko 72°C kako bi se omogućilo Taq polimerazi (vrsta DNK polimeraze) da sintetizira novi lanac DNK iz početnica.Taq polimeraza je izvedena iz bakterije koja živi u toplim izvorima i može izdržati visoke temperature koje se koriste u PCR.

Nakon jednog ciklusa PCR-a rezultat su dvije kopije ciljne DNA sekvence.Ponavljanjem ova tri koraka u određenom broju ciklusa (obično 30-40), broj kopija ciljne sekvence DNK može se eksponencijalno povećati.To znači da se čak i mala količina početne DNK može umnožiti da proizvede milijune ili čak milijarde kopija.

 
PCR ima brojne primjene u istraživanju i dijagnostici.Koristi se u genetici za proučavanje funkcije gena i mutacija, u forenzici za analizu DNK dokaza, u dijagnostici zaraznih bolesti za otkrivanje prisutnosti patogena i u prenatalnoj dijagnostici za probir genetskih poremećaja u fetusa.
 
PCR je također prilagođen za korištenje u nizu varijacija, kao što je kvantitativni PCR (qPCR), koji omogućuje mjerenje količine DNA i PCR s obrnutom transkripcijom (RT-PCR), koji se može koristiti za umnožavanje RNA sekvenci.

Unatoč brojnim primjenama, PCR ima ograničenja.Zahtijeva poznavanje ciljne sekvence i dizajna odgovarajućih početnica, a može biti sklon pogrešci ako reakcijski uvjeti nisu ispravno optimizirani.Međutim, uz pažljivo eksperimentalno planiranje i izvođenje, PCR ostaje jedan od najmoćnijih alata u molekularnoj biologiji.