செய்தி

பாலிமரேஸ் சங்கிலி எதிர்வினை (பிசிஆர்)

AP.BIO:

IST ‑ 1 (EU)

,

IST ‑ 1.P (LO)

,

IST ‑ 1.P.1 (EK)

டிஎன்ஏவின் குறிப்பிட்ட இலக்கு பகுதியை பெருக்க அல்லது பல நகல்களை உருவாக்க ஒரு நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

 

முக்கிய புள்ளிகள்:

  • பாலிமரேஸ் சங்கிலி எதிர்வினை, அல்லது பிசிஆர், ஒரு குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ பிராந்தியத்தின் பல நகல்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு நுட்பமாகும் ஆய்வுக்கூட சோதனை முறையில் (ஒரு உயிரினத்தை விட ஒரு சோதனைக் குழாயில்).
  • பிசிஆர் ஒரு தெர்மோஸ்டபிள் டிஎன்ஏ பாலிமரேஸை நம்பியுள்ளது, தக பாலிமரேஸ், மற்றும் DNA தேவைப்படுகிறது ப்ரைமர்கள் குறிப்பாக டிஎன்ஏ பிராந்தியத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
  • PCR இல், எதிர்வினை தொடர்ச்சியான வெப்பநிலை மாற்றங்களின் மூலம் சுழற்சி செய்யப்படுகிறது, இது இலக்கு பகுதியின் பல நகல்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.
  • பிசிஆர் பல ஆராய்ச்சி மற்றும் நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இது டிஎன்ஏ குளோனிங், மருத்துவ கண்டறிதல் மற்றும் டிஎன்ஏவின் தடயவியல் பகுப்பாய்வில் வழக்கமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பிசிஆர் என்றால் என்ன?

பாலிமரேஸ் சங்கிலி எதிர்வினை (பிசிஆர்) டிஎன்ஏவின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியின் பல பிரதிகள் (மில்லியன் அல்லது பில்லியன்!) செய்யப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பொதுவான ஆய்வக நுட்பமாகும். இந்த டிஎன்ஏ பகுதி பரிசோதனையாளருக்கு ஆர்வமாக இருக்கலாம். உதாரணமாக, இது ஒரு ஆராய்ச்சியாளர் புரிந்து கொள்ள விரும்பும் மரபணு அல்லது குற்றவியல் டிஎன்ஏவை சந்தேக நபர்களுடன் பொருத்துவதற்கு தடயவியல் விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்தும் மரபணு குறிப்பானாக இருக்கலாம்.

பொதுவாக, பிசிஆரின் குறிக்கோள் இலக்கு டிஎன்ஏ பகுதியை போதுமானதாக ஆக்குவது, அதை பகுப்பாய்வு செய்ய அல்லது வேறு வழியில் பயன்படுத்தலாம். உதாரணமாக, PCR ஆல் பெருக்கப்படும் DNA அனுப்பப்படலாம் வரிசைப்படுத்துதல், மூலம் காட்சிப்படுத்தப்பட்டது ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ், அல்லது குளோன் செய்யப்பட்டது மேலதிக பரிசோதனைகளுக்கு ஒரு பிளாஸ்மிட்.

பி.சி.ஆர் மூலக்கூறு உயிரியல் ஆராய்ச்சி, மருத்துவ கண்டறிதல் மற்றும் சுற்றுச்சூழலின் சில கிளைகள் உட்பட உயிரியல் மற்றும் மருத்துவத்தின் பல பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

டாக் பாலிமரேஸ்

போல டிஎன்ஏ பிரதி ஒரு உயிரினத்தில், பிசிஆருக்கு டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் என்சைம் தேவைப்படுகிறது, இது டிஎன்ஏவின் புதிய இழைகளை உருவாக்குகிறது, தற்போதுள்ள இழைகளை வார்ப்புருவாகப் பயன்படுத்துகிறது. பொதுவாக பிசிஆரில் பயன்படுத்தப்படும் டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது தக பாலிமரேஸ், வெப்பத்தை தாங்கும் பாக்டீரியத்திலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பிறகு (Tஹெர்மஸ் அக்uaticus)

டி. அக்வாடிகஸ் சூடான நீரூற்றுகள் மற்றும் நீர்மூழ்கிக் குழாய்களில் வாழ்கிறது. அதன் டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் மிகவும் வெப்ப-நிலையானது மற்றும் 70 ° \ உரை சி 70 ° சி 70, °, தொடக்க உரை, சி, இறுதி உரை (மனிதர் அல்லது வெப்பநிலை இ - கோலி டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் செயல்படாதது) இந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை பிசிஆருக்கு தாக் பாலிமரேஸை சிறந்ததாக ஆக்குகிறது. நாம் பார்ப்பது போல், அதிக வெப்பநிலை PCR இல் மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தப்படுகிறது மறுப்பு டெம்ப்ளேட் டிஎன்ஏ, அல்லது அதன் இழைகளை பிரிக்கவும்.

பிசிஆர் ப்ரைமர்கள்

மற்ற டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ்கள் போல, தக பாலிமரேஸ் டிஎன்ஏவை கொடுத்தால் மட்டுமே அதை உருவாக்க முடியும் முதன்மை, நியூக்ளியோடைட்களின் ஒரு குறுகிய வரிசை, இது டிஎன்ஏ தொகுப்புக்கு ஒரு தொடக்க புள்ளியை வழங்குகிறது. ஒரு பிசிஆர் எதிர்வினையில், அவள் அல்லது அவன் தேர்ந்தெடுக்கும் ப்ரைமர்களால் நகலெடுக்கப்படும் அல்லது பெருக்கப்படும் டிஎன்ஏவின் பகுதியை பரிசோதகர் தீர்மானிக்கிறார்.

பிசிஆர் ப்ரைமர்கள் ஒற்றை-ஸ்ட்ராண்டட் டிஎன்ஏவின் குறுகிய துண்டுகள், பொதுவாக 202020 நியூக்ளியோடைடுகளின் நீளம். ஒவ்வொரு PCR எதிர்வினையிலும் இரண்டு ப்ரைமர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவை இலக்கு பகுதியை (நகலெடுக்கப்பட வேண்டிய பகுதி) பக்கவாட்டாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அதாவது, அவை நகலெடுக்கப்பட வேண்டிய பகுதியின் விளிம்புகளில், டிஎன்ஏ டெம்ப்ளேட்டின் எதிர் இழைகளுடன் பிணைக்க வைக்கும் காட்சிகள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. ப்ரைமர்கள் நிரப்பு அடிப்படை இணைப்பதன் மூலம் வார்ப்புருவுடன் பிணைக்கப்படுகின்றன.

டெம்ப்ளேட் டிஎன்ஏ:

5 ′ TATCAGATCCATGGT ... GAGTACTAGTCCTATGAGT 3 ′ 3 ′ ATAGTCTAGGTACCTCA ... CTCATGATCAGGATACTCA 5 ′

ப்ரைமர் 1: 5 ′ CAGATCCATGG 3 ′ ப்ரைமர் 2:

ப்ரைமர்கள் டெம்ப்ளேட்டுடன் பிணைக்கப்படும்போது, ​​அவை பாலிமரேஸால் நீட்டிக்கப்படலாம், மேலும் அவற்றுக்கிடையே இருக்கும் பகுதி நகலெடுக்கப்படும்.

[டிஎன்ஏ மற்றும் ப்ரைமர் திசையைக் காட்டும் விரிவான வரைபடம்]

பிசிஆரின் படிகள்

பிசிஆர் எதிர்வினையின் முக்கிய கூறுகள் தக பாலிமரேஸ், ப்ரைமர்கள், டெம்ப்ளேட் டிஎன்ஏ மற்றும் நியூக்ளியோடைடுகள் (டிஎன்ஏ கட்டுமானத் தொகுதிகள்). பொருட்கள் ஒரு குழாயில் கூடியிருக்கின்றன, நொதிக்குத் தேவையான காஃபாக்டர்களுடன், டிஎன்ஏவை ஒருங்கிணைக்க அனுமதிக்கும் வெப்பம் மற்றும் குளிரூட்டலின் தொடர்ச்சியான சுழற்சிகள் மூலம் வைக்கப்படுகின்றன.

அடிப்படை படிகள்:

  1. அழித்தல் (96 ° \ உரை C96 ° C96, °, தொடக்க உரை, சி, இறுதி உரை): டிஎன்ஏ இழைகளை பிரிக்க அல்லது மறுக்க எதிர்வினையை வலுவாக சூடாக்கவும். இது அடுத்த கட்டத்திற்கு ஒற்றை இழைய டெம்ப்ளேட்டை வழங்குகிறது.
  2. அனீலிங் (555555 - 656565 ° \ உரை C ° C °, தொடக்க உரை, C, இறுதி உரை): ப்ரைமர்கள் ஒற்றை -ஸ்ட்ராண்டட் டெம்ப்ளேட் டிஎன்ஏவில் அவற்றின் நிரப்பு வரிசைகளை பிணைக்க முடியும்.
  3. நீட்டிப்பு (72 ° \ உரை C72 ° C72, °, தொடக்க உரை, C, இறுதி உரை): எதிர்வினை வெப்பநிலையை உயர்த்தவும் தக பாலிமரேஸ் ப்ரைமர்களை நீட்டி, டிஎன்ஏவின் புதிய இழைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது.

இந்த சுழற்சி ஒரு வழக்கமான PCR எதிர்வினையில் 252525 - 353535 முறை மீண்டும் நிகழ்கிறது, இது பொதுவாக நகலெடுக்கப்படும் DNA பகுதியின் நீளத்தைப் பொறுத்து 222 - 444 மணிநேரம் ஆகும். எதிர்வினை திறன் வாய்ந்ததாக இருந்தால் (நன்றாக வேலை செய்கிறது), இலக்கு பகுதி ஒன்று அல்லது சில பிரதிகளிலிருந்து பில்லியன்களுக்கு செல்லலாம்.

ஏனென்றால், ஒவ்வொரு முறையும் டெம்ப்ளேட்டாகப் பயன்படுத்தப்படும் அசல் டிஎன்ஏ மட்டும் அல்ல. அதற்கு பதிலாக, ஒரு சுற்றில் தயாரிக்கப்பட்ட புதிய டிஎன்ஏ அடுத்த சுற்று டிஎன்ஏ தொகுப்பில் ஒரு டெம்ப்ளேட்டாக செயல்பட முடியும். ப்ரைமர்களின் பல பிரதிகள் மற்றும் பல மூலக்கூறுகள் உள்ளன தக பாலிமரேஸ் எதிர்வினையில் மிதக்கிறது, எனவே டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொரு சுற்று சுழற்சியிலும் இரட்டிப்பாகும். அதிவேக வளர்ச்சியின் இந்த முறை கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

பிசிஆர் முடிவுகளை காட்சிப்படுத்த ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸைப் பயன்படுத்துதல்

பிசிஆர் எதிர்வினையின் முடிவுகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தி காட்சிப்படுத்தப்படுகின்றன (தெரியும்) ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ்ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ் டிஎன்ஏவின் துண்டுகள் மின்சாரம் மூலம் ஜெல் மேட்ரிக்ஸ் மூலம் இழுக்கப்படும் ஒரு நுட்பமாகும், மேலும் அது டிஎன்ஏ துண்டுகளை அளவிற்கு ஏற்ப பிரிக்கிறது. ஒரு தரநிலை, அல்லது டிஎன்ஏ ஏணி, பொதுவாக பிசிஆர் மாதிரியில் உள்ள துண்டுகளின் அளவை தீர்மானிக்க முடியும்.

அதே நீளத்தின் டிஎன்ஏ துண்டுகள் ஜெல் மீது ஒரு "பேண்ட்" ஐ உருவாக்குகின்றன, ஜெல் டிஎன்ஏ-பிணைப்பு சாயத்தால் கறை படிந்தால் கண்ணால் பார்க்க முடியும். உதாரணமாக, 400400400 அடிப்படை ஜோடி (பிபி) துண்டுகளை உருவாக்கும் பிசிஆர் எதிர்வினை ஒரு ஜெலில் இப்படி இருக்கும்:

இடது பாதை: 100, 200, 300, 400, 500 பிபி பட்டைகள் கொண்ட டிஎன்ஏ ஏணி.

வலது வழி: பிசிஆர் எதிர்வினையின் விளைவு, 400 பிபி உள்ள ஒரு இசைக்குழு.

ஒரு டிஎன்ஏ பேண்ட் இலக்கு டிஎன்ஏ பிராந்தியத்தின் பல, பல பிரதிகள் உள்ளன, ஒன்று அல்லது சில பிரதிகள் மட்டுமல்ல. டிஎன்ஏ நுண்ணியதாக இருப்பதால், நாம் அதை கண்ணால் பார்க்கும் முன் அதன் நிறைய பிரதிகள் இருக்க வேண்டும். பிசிஆர் ஏன் ஒரு முக்கியமான கருவியாக இருக்கிறது என்பதற்கு இது ஒரு பெரிய பகுதியாகும்: டிஎன்ஏவின் அந்த பகுதியை நாம் பார்க்க அல்லது கையாளக்கூடிய டிஎன்ஏ வரிசையின் போதுமான நகல்களை இது உருவாக்குகிறது.

பிசிஆர் பயன்பாடுகள்

பிசிஆரைப் பயன்படுத்தி, ஒரு டிஎன்ஏ வரிசையை மில்லியன் அல்லது பில்லியன் முறை பெருக்கலாம், மற்ற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்ய போதுமான டிஎன்ஏ நகல்களை உற்பத்தி செய்யலாம். உதாரணமாக, அனுப்பப்பட்ட ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ் மூலம் டிஎன்ஏ காட்சிப்படுத்தப்படலாம் வரிசைப்படுத்துதல், அல்லது கட்டுப்பாட்டு நொதிகளுடன் செரிமானம் மற்றும் குளோன் செய்யப்பட்டது ஒரு பிளாஸ்மிட்டில்.

பிசிஆர் பல ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது தடயவியல், மரபணு சோதனை மற்றும் கண்டறிதல் ஆகியவற்றில் நடைமுறை பயன்பாடுகளையும் கொண்டுள்ளது. உதாரணமாக, பிசிஆர் நோயாளிகளின் டிஎன்ஏவிலிருந்து மரபணு கோளாறுகளுடன் தொடர்புடைய மரபணுக்களைப் பெருக்க பயன்படுகிறது (அல்லது கருவின் டிஎன்ஏ, பெற்றோர் ரீதியான பரிசோதனையின் போது). நோயாளியின் உடலில் பாக்டீரியம் அல்லது டிஎன்ஏ வைரஸை சோதிக்க பிசிஆர் பயன்படுத்தப்படலாம்: நோய்க்கிருமி இருந்தால், அதன் டிஎன்ஏவின் பகுதிகளை இரத்தம் அல்லது திசு மாதிரியிலிருந்து பெருக்க முடியும்.

மாதிரி சிக்கல்: தடயவியலில் பி.சி.ஆர்

நீங்கள் தடயவியல் ஆய்வகத்தில் வேலை செய்கிறீர்கள் என்று வைத்துக்கொள்வோம். மூன்று குற்றவாளிகளின் டிஎன்ஏ மாதிரிகளுடன், குற்றம் நடந்த இடத்தில் விடப்பட்ட முடியிலிருந்து டிஎன்ஏ மாதிரியைப் பெற்றுள்ளீர்கள். உங்கள் வேலை ஒரு குறிப்பிட்ட மரபணு மார்க்கரை ஆராய்ந்து மூன்று சந்தேக நபர்களில் யாராவது இந்த மார்க்கருக்கான முடி டிஎன்ஏவுடன் பொருந்துகிறார்களா என்று பார்க்க வேண்டும்.

மார்க்கர் இரண்டு அல்லீல்கள் அல்லது பதிப்புகளில் வருகிறது. ஒன்றில் ஒற்றை ரிப்பீட் உள்ளது (கீழே பிரவுன் பிராந்தியம்), மற்றொன்றில் ரிபீட்டின் இரண்டு பிரதிகள் உள்ளன. ப்ரீமர்கள் கொண்ட ஒரு PCR எதிர்வினையில், மீண்டும் மீண்டும் பகுதியில், முதல் அலீல் 200200200 \ text {bp} bpstart உரை, b, p, இறுதி உரை DNA துண்டு உற்பத்தி செய்கிறது, இரண்டாவது 300300300 \ உரை {bp} bpstart உரை, b , p, இறுதி உரை DNA துண்டு:

மார்க்கர் அலீல் 1: ப்ரைமர்கள் ஃபிளாங்கிங் ரிப்பீட் பிராந்தியம் டிஎன்ஏவின் 200 பிபி துண்டைப் பெருக்கும்

மார்க்கர் அலீல் 2: ப்ரைமர்கள் ஃபிளாங்கிங் ரிப்பீட் பிராந்தியம் டிஎன்ஏவின் 300 பிபி துண்டை பெருக்குகிறது

நீங்கள் நான்கு டிஎன்ஏ மாதிரிகளில் பிசிஆர் செய்து, கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஜெல் எலக்ட்ரோபோரேசிஸ் மூலம் முடிவுகளை காட்சிப்படுத்துகிறீர்கள்:

ஜெல் ஐந்து பாதைகளைக் கொண்டுள்ளது:

முதல் பாதை: 100, 200, 300, 400 மற்றும் 500 பிபி பட்டைகள் கொண்ட டிஎன்ஏ ஏணி.

இரண்டாவது பாதை: குற்றம் நடந்த இடத்திலிருந்து டிஎன்ஏ, 200 பிபி இசைக்குழு.

மூன்றாவது பாதை: சந்தேகம் #1 டிஎன்ஏ, 300 பிபி பேண்ட்.

நான்காவது பாதை: சந்தேகம் #2 டிஎன்ஏ, 200 மற்றும் 300 பிபி பட்டைகள்.

ஐந்தாவது பாதை: சந்தேகம் #3 டிஎன்ஏ, 200 பிபி இசைக்குழு.

எந்த சந்தேக நபரின் டிஎன்ஏ இந்த மார்க்கரில் குற்றம் நடந்த இடத்திலிருந்து டிஎன்ஏவுடன் பொருந்துகிறது?

1 பதிலை தேர்வு செய்யவும்:

1 பதிலை தேர்வு செய்யவும்:

(தேர்வு A)

A

சந்தேக நபர் 111

(தேர்வு B)

B

சந்தேகம் 222

(தேர்வு சி)

C

சந்தேக நபர் 333

(தேர்வு D)

D

சந்தேக நபர்கள் யாரும் இல்லை

[குறிப்பு]

உங்கள் பதிலை எங்களால் மதிப்பிட முடியவில்லை. நீங்கள் எதையாவது காலியாக விட்டுவிட்டீர்கள் அல்லது தவறான பதிலில் நுழைந்தது போல் தெரிகிறது.

காசோலை

PCR மற்றும் தடயவியல் பற்றி மேலும்

ஒரு குற்றம் நடந்த இடத்திலிருந்து டிஎன்ஏவின் உண்மையான தடயவியல் சோதனைகளில், தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டில் உள்ளதைப் போன்ற கருத்தியல் பகுப்பாய்வை செய்வார்கள். இருப்பினும், பல வேறுபட்ட குறிப்பான்கள் (உதாரணத்தில் உள்ள ஒற்றை மார்க்கர் மட்டுமல்ல) குற்றம் நடந்த இடம் டிஎன்ஏ மற்றும் சந்தேக நபர்களின் டிஎன்ஏ இடையே ஒப்பிடப்படும்.

மேலும், வழக்கமான தடயவியல் பகுப்பாய்வில் பயன்படுத்தப்படும் குறிப்பான்கள் இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்களில் வருவதில்லை. மாறாக, அவர்கள் உயர்ந்தவர்கள் பாலிமார்பிக் (பாலி = பல, மார்ப் = வடிவம்). அதாவது, அவை நீளத்தின் சிறிய அதிகரிப்புகளில் மாறுபடும் பல அல்லீல்களில் வருகின்றன.

தடயவியலில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குறிப்பான்கள் வகை குறுகிய ஒருங்கிணைப்பு மீண்டும் (STR கள்), அதே குறுகிய நியூக்ளியோடைடு வரிசையின் பல தொடர்ச்சியான நகல்களைக் கொண்டுள்ளது (பொதுவாக, 222 முதல் 555 நியூக்ளியோடைடுகள் நீளம்). ஒரு STR இன் ஒரு அலீலில் 202020 ரிபீட்கள் இருக்கலாம், மற்றொன்று 181818 ஆக இருக்கலாம், மற்றொன்று 101010^11 ஸ்டார்ட் சூப்பர்ஸ்கிரிப்ட், 1, எண்ட் சூப்பர்ஸ்கிரிப்ட்.

பல குறிப்பான்களை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், ஒவ்வொன்றும் பல அலீல் வடிவங்களில் வருகின்றன, தடயவியல் விஞ்ஞானிகள் ஒரு டிஎன்ஏ மாதிரியிலிருந்து ஒரு தனித்துவமான மரபணு "கைரேகையை" உருவாக்க முடியும். 131313 குறிப்பான்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு வழக்கமான STR பகுப்பாய்வில், தவறான நேர்மறையின் முரண்பாடுகள் (ஒரே டிஎன்ஏ "கைரேகை" கொண்ட இரண்டு நபர்கள்) 101010 இல் 111 க்கும் குறைவாகவே உள்ளன \ உரை {பில்லியன்} பில்லியன் ஸ்டார்ட் உரை, b, i, l, l, i, ஓ, என், இறுதி உரை^11 ஸ்டார்ட் சூப்பர்ஸ்கிரிப்ட், 1, எண்ட் சூப்பர்ஸ்கிரிப்ட்!

குற்றவாளிகளை தண்டிக்க டிஎன்ஏ சான்றுகள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று நாம் நினைத்தாலும், பொய்யாக குற்றம் சாட்டப்பட்டவர்களை (பல ஆண்டுகளாக சிறையில் இருந்த சிலர் உட்பட) விடுவிப்பதில் இது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. தடயவியல் பகுப்பாய்வு தந்தைவழித்தன்மையை நிறுவவும் பேரழிவு காட்சிகளில் இருந்து மனித எச்சங்களை அடையாளம் காணவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

[பண்புக்கூறு மற்றும் குறிப்புகள்]

நீங்கள் மாணவரா அல்லது ஆசிரியரா?

மாணவர் ஆசிரியர்

 


பதவி நேரம்: ஜனவரி -08-2021