PCR neboli polymerázová řetězová reakce je technika používaná k amplifikaci sekvencí DNA.Poprvé byl vyvinut v 80. letech 20. století Kary Mullisem, který za svou práci získal v roce 1993 Nobelovu cenu za chemii.PCR způsobila revoluci v molekulární biologii a umožnila výzkumníkům amplifikovat DNA z malých vzorků a podrobně ji studovat.
PCR je třístupňový proces, který se odehrává v tepelném cyklovači, zařízení, které dokáže rychle změnit teplotu reakční směsi.Tři kroky jsou denaturace, žíhání a prodloužení.
V prvním kroku, denaturaci, se dvouvláknová DNA zahřeje na vysokou teplotu (obvykle kolem 95 °C), aby se přerušily vodíkové vazby, které drží obě vlákna pohromadě.Výsledkem jsou dvě jednořetězcové molekuly DNA.
Ve druhém kroku, nasedání, se teplota sníží na přibližně 55 °C, aby se primerům umožnilo nasednout na komplementární sekvence na jednovláknové DNA.Primery jsou krátké kousky DNA, které jsou navrženy tak, aby odpovídaly sekvencím zájmu na cílové DNA.
Ve třetím kroku, extenzi, se teplota zvýší na přibližně 72 °C, aby umožnila Taq polymeráze (typ DNA polymerázy) syntetizovat nový řetězec DNA z primerů.Taq polymeráza je odvozena z bakterie, která žije v horkých pramenech a je schopna odolat vysokým teplotám používaným v PCR.
Po jednom cyklu PCR jsou výsledkem dvě kopie cílové sekvence DNA.Opakováním tří kroků pro určitý počet cyklů (typicky 30-40) lze počet kopií cílové sekvence DNA exponenciálně zvýšit.To znamená, že i nepatrné množství výchozí DNA může být amplifikováno za vzniku milionů nebo dokonce miliard kopií.
PCR má četné aplikace ve výzkumu a diagnostice.Používá se v genetice ke studiu funkce genů a mutací, ve forenzní analýze důkazů DNA, v diagnostice infekčních chorob k detekci přítomnosti patogenů a v prenatální diagnostice ke screeningu genetických poruch u plodů.
PCR byla také upravena pro použití v řadě variant, jako je kvantitativní PCR (qPCR), která umožňuje měřit množství DNA a PCR s reverzní transkripcí (RT-PCR), kterou lze použít k amplifikaci sekvencí RNA.
Navzdory mnoha aplikacím má PCR omezení.Vyžaduje znalost cílové sekvence a návrhu vhodných primerů a může být náchylný k chybám, pokud reakční podmínky nejsou správně optimalizovány.S pečlivým experimentálním návrhem a provedením však PCR zůstává jedním z nejmocnějších nástrojů v molekulární biologii.
Čas odeslání: 22. února 2023