Conţinut
- Imitând corpul
- Componentele reacției PCR
- Rolul clorurii de magneziu
- Efectele magneziului abundent
- Efectele magneziului rar
Atunci când un investigator de la locul crimei sau un medic obține o probă de ADN, deseori nu există suficient material pentru o analiză adecvată. Pentru a simula condițiile procesului de replicare a ADN-ului în organism, oamenii de știință au dezvoltat un proces numit PCR care funcționează ca o mașină xerox și face copii ale unei probe de ADN. Există multe componente într-o reacție PCR, iar clorura de magneziu este una dintre cele mai vitale.
Imitând corpul
Reacția în lanț a polimerazei (PCR) a fost dezvoltată pentru a imita modul natural de replicare a ADN-ului. Aceasta este o secvență de nucleotide și fiecare nucleotidă are trei părți. Scheletul moleculei de ADN este o unitate repetată de zahăr și fosfat și fiecare zahăr este legat de o bază azotată. Există patru baze: guanină, citozină, adenină și timină. ADN-ul este format din două fire de zahăr fosfat paralele cu două baze azotate care se leagă între două zaharuri. Când ADN-ul se replică în organism, o enzimă numită helicază rupe legăturile dintre bazele azotate. O a doua enzimă, ADN polimeraza, leagă noi nucleotide în locul celor vechi. În cele din urmă, o a treia enzimă, numită ligază, se alătură noilor molecule.
Componentele reacției PCR
Puține modificări trebuie făcute pentru a reproduce ADN-ul într-o reacție de laborator. În locul helicazei, o reacție PCR folosește pur și simplu căldura pentru a rupe legăturile dintre bazele azotate. ADN polimeraza umană nu este suficient de stabilă pentru a rezista la această temperatură. O moleculă similară numită Taq polimerază, sau polimerază termostabilă, este utilizată în locul oamenilor, deoarece poate depăși temperatura utilizată în PCR. În plus, o reacție PCR necesită nucleotide libere, un tampon și magneziu.
Rolul clorurii de magneziu
Clorura de magneziu este metoda preferată pentru adăugarea de magneziu la un experiment PCR. Polimeraza termostabilă necesită prezența magneziului pentru a acționa ca un cofactor în timpul procesului de reacție. Rolul său este similar cu cel al unui catalizator, în care magneziul nu este consumat exact în reacție, dar nu poate continua fără el.
Efectele magneziului abundent
Cu cât se adaugă mai mult magneziu la reacția PCR, cu atât progresează mai repede. Cu toate acestea, nu este neapărat un lucru bun. Dacă este prezent prea mult magneziu, ADN polimeraza va funcționa foarte repede și va face adesea multe greșeli în procesul de copiere. Acest lucru va duce la producerea multor fire ADN diferite care nu reprezintă neapărat proba originală care a fost dată.
Efectele magneziului rar
Dacă magneziul este la un nivel limitat în reacție, nu se va întâmpla atât de repede cum ar trebui, dacă funcționează. Puteți încerca să faceți 40 de cicluri de PCR, dar să nu obțineți numărul dorit de copii. Fiecare ciclu PCR dublează exponențial cantitatea de ADN din eprubetă. Deci, chiar dacă începeți cu un eșantion mic, ajungeți cu un eșantion mult mai mare. Dacă nu există suficient magneziu, o parte din ADN polimeraza nu va fi activată și nu va funcționa. Cu toate acestea, căldura va fi separat ADN-ul din probă și nu va fi recuperat. Prin urmare, experimentul în ansamblu poate fi distrus dacă nu există suficient magneziu.