PCR

PCR là chữ viết tắt của cụm từ Polymerase Chain Reaction, được dịch ở một vài sách là Phản ứng chuỗi trùng hợpcũng có sách gọi là "phản ứng khuếch đại gen". PCR là một kỹ thuật phổ biến trong sinh học phân tử nhằm khuyếch đại (tạo ra nhiều bản sao) một đoạn DNA mà không cần sử dụng các sinh vật sống như E. coli hay nấm men. PCR được sử dụng trong các nghiên cứu sinh học và y học phục vụ nhiều mục đích....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
PCR PCR là chữ viết tắt của cụmtừ Polymerase ChainReaction, được dịch ở mộtvài sách là Phản ứng chuỗitrùng hợpcũng có sách gọilà phản ứng khuếch đạigen. PCR là một kỹ thuậtphổ biến trong sinh họcphân tử nhằm khuyếch đại(tạo ra nhiều bản sao) mộtđoạn DNA mà không cần sửdụng các sinh vật sốngnhư E. coli hay nấm men.PCR được sử dụng trong cácnghiên cứu sinh học và yhọc phục vụ nhiều mục đíchkhác nhau, như phát hiệncác bệnh di truyền, nhậndạng, chẩn đoán những bệnhnhiễm trùng, tách dònggene, và xác định huyếtthống.Lịch sửPhương pháp căn bản chạyPCR được Kary Mullis phátminh, ông đã đoạt giảiNobel về Hóa học vào tháng10 năm 1993 cho thành tựunày, chỉ sau 7 năm khi ôngđưa ra ý tưởng. Ý kiến củaMullis là phát triển một quytrình mà DNA có thể nhânlên nhiều lần một cách nhântạo qua nhiều chu kỳ saochép bởi enzyme DNApolymerase.DNA polymerase có tựnhiên trong sinh vật sống,nơi mà nó thực hiện chứcnăng nhân DNA khi tếbào phân chia. Nó làm việcbằng cách nối với sợi DNAvà tạo sợi bổ sung. Theoquy trình PCR gốc củaMullis, enzyme phản ứngnhân bản DNA được thựchiện trong ống nghiệm (invitro). Sợi DNA đôi bị táchthành 2 sợi đơn khi đunnóng ở 96°C. Tuy nhiên, ởnhiệt độ này DNApolymerase bị phá hủy vìvậy cần bổ sung enzyme saumỗi giai đoạn nung nóngcủa mỗi chu kỳ. Quy trìnhPCR gốc của Mullis khôngcó hiệu quả cao vì nó mấtnhiều thời gian, cần mộtlượng lớn DNA polymerase,và phải liên tục lưu ý suốttrong quá trình PCR.Sau đó, quy trình gốc nàyđược phát triển bằng cáchdùng DNA-Polymerase lấytừ vi khuẩn thermophilic (ưanhiệt) sống trong mạch nướcphun ở nhiệt độ trên 110°C.DNA polymerase từ sinh vậtnày là thermostable (ổn địnhở nhiệt độ cao) và khi dùngtrong PCR nó không bị phávỡ khi hỗn hợp được nungnóng để tách sợi DNA. Từđó, không cần phải thêmDNA-polymerase vào mỗichu kỳ, quá trình sao chépDNA có thể đơn giản và tựđộng hơn.Một trong những DNA-polymerase chịu nhiệt đầutiên được phân lập đượctừ Thermus aquaticus vàđược gọi là Taq. Taqpolymerase được dùng rộngrãi trong thực nghiệm PCR(5/2004). Nhược điểm củaTaq là thỉnh thoảng nó nhầmlẫn trong quá trình sao chépDNA, dẫn đến đột biến (sai)trong chuỗi DNA, vì nóthiếu tính sửa saiexonuclease 3’-5’. Cácpolymerase như Pwo hayPfu, được phân lập từArchaea có cơ chế sửa sai(cơ chế kiểm tra lỗi sai) vàcó thể làm giảm một cáchđáng kể số đột biến xảy ratrong chuỗi DNA được saochép. Ngày nay, sự kết hợpgiữa Taq và Pfu có thể cungcấp cả độ tin cậy cao lẫn sựnhân bản chính xác củaDNA.