Polymerase Chain Reaction (PCR)

Lančana reakcija polimeraze (PCR) moćna je laboratorijska tehnika koja se koristi za amplifikaciju i analizu specifičnih delova DNA. Razvijena 1980-ih godina od strane Karyja Mullisa, PCR se široko primenjuje u područijima poput genetičkih istraživanja, medicinske dijagnostike i forenzike.

Osnovne komponente PCR-a

1. DNA template: Uzorak DNA koji se želi amplificirati. To može biti genetski materijal iz ćelije ili izolovani uzorak DNA.
2. Primeri: Kratke sekvence DNA koje su specifične za ciljano područje DNA. Dva primera vežu se na krajeve ciljanog dela i iniciraju proces amplifikacije.
3. DNA polimeraza: Enzim koji sintetizuje nove kopije DNA. Najčešće se koristi termostabilna DNA polimeraza otporna na visoke temperature.
4. Nukleotidi: Građevni blokovi DNA: adenin (A), timin (T), citozin (C) i guanin (G). Koriste se za sintezu novih lanaca DNA.
5. Soli i puferski sastavi: Osiguravaju pH ravnotežu i optimizuju aktivnost enzima. Sadrže so i razne hemijske komponente.

Proces PCR-a

1. Denaturacija: Uzorak DNA zagreva se na visokoj temperaturu (94-98°C), čime se dvostruki namotaj DNA razdvaja na dva jednostruka lanca.
2. Prijanjanje (annealing): Temperatura se spušta (50-65°C), što omogućava primerima da se vežu na ciljane regije DNA. Primeri određuju početnu i završnu tačku ciljanog područja.
3. Produženje (extension): Temperatura se podiže na optimalnu radnu temperaturu DNA polimeraze (72°C). DNA polimeraza sintetizuje nove DNA lance, dodajući nukleotide i amplificirajući ciljano područje.
4. Ciklusi: Ove tri faze ponavljaju se više puta (20-40 ciklusa). U svakom ciklusu količina DNA se udvostručuje, što omogućava brzo povećanje ciljane regije DNA.

Primene PCR-a

1. Genetička istraživanja: Otkrivanje genetičkih mutacija, analiza ekspresije gena, genetičko profilisanje.
2. Medicinska dijagnostika: Dijagnostika bakterijskih i virusnih infekcija, identifikacija genetičkih bolesti, primena u personalizovanoj medicini.
3. Forenzika: DNA profilisanje u kriminalističkim istragama, genealogija, identifikacija počinilaca.
4. Poljoprivreda i sigurnost hrane: Genetski inženjering, genetska analiza biljaka i životinja, provera sastojaka hrane.
5. Ekologija: Proučavanje genetičke raznolikosti u ekosistemima, istraživanje odgovora na promene u životnoj sredini.

PCR je ključni alat u biološkim istraživanjima i medicinskim aplikacijama zbog svoje sposobnosti da brzo i precizno amplificira male količine DNA.