Was ist PCR-Analyse?
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine Labortechnik, mit der kleine DNA-Mengen in einer Probe durch einen Prozess identifiziert werden können, der als Amplifikation bekannt ist . Während der PCR-Amplifikation wird die interessierende DNA wiederholt kopiert, bis genügend für die Analyse und Detektion vorhanden ist. Zum Beispiel kann die PCR verwendet werden, um kleine Mengen an DNA aus den Organismen zu identifizieren, die Gonorrhö oder Chlamydien verursachen , die in einer Urinprobe vorhanden sind .
Wie funktioniert PCR?
Der erste Schritt in der PCR besteht darin, die Probe zu erhitzen, so dass sich die doppelsträngige DNA in zwei Einzelstränge trennt - dies wird als Denaturierung bezeichnet . Dann werden Primer , kurze DNA-Proben, die bis zu den Enden der DNA-Sequenz von Interesse passen, mit der Proben-DNA kombiniert. Danach wird eine DNA- Polymerase verwendet, um die DNA-Replikation an der Primerstelle zu starten. Schließlich wird die DNA erhitzt, um die Stränge erneut zu trennen, und der gesamte PCR-Prozess beginnt erneut.
Die Menge des in der Probe vorhandenen interessierenden DNA-Segments steigt mit jedem PCR-Zyklus exponentiell an: eine Kopie wird zwei, wird dann vier, wird dann acht usw.; Im Allgemeinen werden nur 20 bis 40 Zyklen benötigt, um zu bestimmen, ob die fragliche DNA vorliegt (und, falls dies der Fall ist, eine ausreichende Probe für die Analyse bereitzustellen).
Alle Schritte einer Polymerase-Kettenreaktion - Denaturieren der DNA, Anwenden der Primer und Verlängerung der DNA - geschehen bei verschiedenen Temperaturen, so dass nach dem Zusammensetzen der anfänglichen Mischung die Schritte durch einen Prozess gesteuert werden können, der als Thermocycling bekannt ist. in dem die Temperatur gerade genug lang auf den erforderlichen Niveaus gehalten wird, damit jeder Schritt stattfinden kann.
Somit ist die PCR ein effizienter Weg, die Menge an Ziel-DNA in einem einzigen Teströhrchen zu verstärken, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist.
Die Polymerase-Kettenreaktion stellte eine Revolution in der biologischen Technik dar, als sie erstmals in den frühen 1980er Jahren entwickelt wurde, und der Erfinder der PCR, Kary Mullis, erhielt 1993 für seine Arbeit den Nobelpreis für Chemie.
Warum ist die PCR für STD-Tests relevant?
Die Polymerase-Kettenreaktion und verwandte Techniken wie die Ligasekettenreaktion erweisen sich als zunehmend wichtig für STD-Tests. Dies liegt daran, dass diese Techniken kleine Mengen viraler DNA oder RNA in Proben direkt identifizieren können. Die Identifizierung des genetischen Codes eines Krankheitserregers erfordert nicht, dass der Erreger am Leben ist - wie Bakterienkultur oder Viruskultur . Es erfordert auch nicht, dass die Infektion lange genug zuvor aufgetreten ist, dass Menschen eine nachweisbare Antikörperreaktion entwickelt haben (wie sie durch ELISA nachgewiesen wird). Dies bedeutet, dass PCR-Techniken Krankheiten manchmal früher als andere Tests und ohne nachweisen können So viel muss besorgt sein, Proben am Leben zu halten oder genau zum richtigen Zeitpunkt zu testen.