תגובת השרשרת של הפולימרז - PCR - מאפשרת להכפיל במידה עצומה קטע מוגדר של DNA. התהליך מבוסס על פעולתו של האנזים DNA־פולימרז (= אנזים משכפל DNA), המופק מחיידק שחי במעיינות חמים (Thermus aquaticus). האנזים המופק מחיידק זה, כמו החיידק כולו, עמיד בטמפרטורות גבוהות - שיא פעילותו בטמפרטורה של 72 מעלות. כידוע, ה-DNA בנוי כזוג גדילים (= זוג חוטים) מפותלים, במבנה המכונה "הסליל הכפול״. האנזים DNA־פולימרז מרכיב לכל אחד מגדילי ה-DNA גדיל משלים לו, כך שבעקבות פעולת האנזים מתקבלים מגדיל כפול שני גדילים כפולים.
 |
| חיידקי Thermus aquaticusDiane Montpetit - Food Research and Development Centre, Agriculture and Agri-Food Canada |
כדי שהאנזים המשכפל DNA יוכל לפעול, יש צורך בשני קטעי־תחל (= פריימרים) אשר כל אחד מהם מהווה את תחילתו של הגדיל החדש הנבנה (ראו תמונה). מובן שלצורך התהליך יש לספק למערכת נוקליאוטידים חופשיים, אותם מצמיד האנזים זה לזה במהלך בניית גדיל ה-DNA החדש. כדי לקבל כמות גדולה של ה-DNA המבוקש חוזרים על התהליך פעמים רבות (״מחזורים״). כל מחזור בנוי מכמה שלבים: חימום לטמפרטורה גבוהה (95 מעלות) לשם הפרדת שני גדילי ה-DNA המקורי; קירור המערכת (60 מעלות) לשם חיבור בין הפריימרים לבין גדילי ה-DNA המקוריים; פעולת האנזים פולימרז - סינתזה של גדילי DNA חדשים (72 מעלות). בשלב זה מוכפל קטע ה-DNA, כך שבמקום מולקולת DNA דו־גדילית אחת מתקבלות שתי מולקולות DNA דו גדיליות. אז מתחילים במחזור נוסף ובסופו יהיו בידינו ארבע מולקולות DNA, וחוזר חלילה. אחרי 20 מחזורים מוכפל הקטע המבוקש פי מיליון, ואחרי 30 מחזורים תהיה הכמות גדולה פי מיליארד מכמות ה-DNA המקורית.
פורסם ב"גליליאו" גיליון 21, מרץ-אפריל 1997
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה