Съдържание
- Имитирайки тялото
- Компоненти на PCR реакцията
- Ролята на магнезиевия хлорид
- Ефекти от обилния магнезий
- Ефекти от оскъдния магнезий
Когато следовател или лекар от местопрестъплението вземе ДНК проба, често няма достатъчно материал за правилен анализ. За да симулират условията на процеса на репликация на ДНК в тялото, учените разработиха процес, наречен PCR, който работи като машина за ксерокс и прави копия на ДНК проба. В PCR реакцията има много компоненти, а магнезиевият хлорид е един от най-важните.
Имитирайки тялото
Полимеразната верижна реакция (PCR) е разработена, за да имитира естествения начин на репликация на ДНК. Това е последователност от нуклеотиди и всеки нуклеотид има три части. Скелетът на ДНК молекулата е повтаряща се единица захар и фосфат и всяка захар е свързана с азотна основа. Има четири основи: гуанин, цитозин, аденин и тимин. ДНК се формира от две нишки на фосфатна захар, успоредни на две азотни основи, свързани между две захари. Когато ДНК се репликира в тялото, ензим, наречен хеликаза, прекъсва връзките между азотните основи. Втори ензим, ДНК полимераза, свързва нови нуклеотиди на мястото на старите. И накрая, трети ензим, наречен лигаза, се присъединява към новите молекули.
Компоненти на PCR реакцията
Трябва да се направят малко промени, за да се възпроизведе ДНК в лабораторна реакция. На мястото на хеликаза, PCR реакцията просто използва топлина, за да прекъсне връзките между азотните основи. Човешката ДНК полимераза не е достатъчно стабилна, за да издържи на тази температура. Подобна молекула, наречена Taq полимераза, или термостабилна полимераза, се използва вместо хората, тъй като може да надвиши температурата, използвана в PCR. В допълнение, PCR реакцията изисква свободни нуклеотиди, буфер и магнезий.
Ролята на магнезиевия хлорид
Магнезиевият хлорид е предпочитаният метод за добавяне на магнезий към PCR експеримент. Термостабилната полимераза изисква присъствието на магнезий, за да действа като кофактор по време на реакционния процес. Ролята му е подобна на ролята на катализатор, при който магнезият не се консумира точно в реакцията, но не може да продължи без него.
Ефекти от обилния магнезий
Колкото повече магнезий се добавя към PCR реакцията, толкова по-бързо тя напредва. Не е задължително обаче да е нещо добро. Ако присъства твърде много магнезий, ДНК полимеразата ще работи много бързо и често прави много грешки в процеса на копиране. Това ще доведе до производството на много различни вериги на ДНК, които не представляват непременно оригиналната проба, която е била дадена.
Ефекти от оскъдния магнезий
Ако магнезият е на ограничено ниво в реакцията, това няма да се случи толкова бързо, колкото би трябвало, ако работи. Можете да опитате да направите 40 PCR цикъла, но да не получите желания брой копия. Всеки PCR цикъл удвоява експоненциално количеството ДНК в епруветката. Така че, въпреки че започвате с малка извадка, в крайна сметка получавате много по-голяма извадка. Ако няма достатъчно магнезий, част от ДНК полимеразата няма да се активира и няма да работи. Топлината обаче ще е отделила ДНК, която е в пробата, и тя няма да бъде възстановена. Следователно експериментът като цяло може да бъде съсипан, ако няма достатъчно магнезий.