Полимеразды тізбекті реакция (ПТР) – биологиялық материалдағы дезоксирибонуклеин қышқылының (ДНҚ) аз мөлшерін, дәлірек айтқанда оның белгілі бір фрагменттерін анықтауға және оларды бірнеше есе көбейтуге мүмкіндік беретін молекулалық биология әдісі. Содан кейін олар гельдік электрофорез арқылы визуалды түрде анықталады. Реакцияны 1983 жылы К. Муллис жасаған және соңғы жылдардағы көрнекті жаңалықтар тізіміне енгізілген.
ПТР механизмдері қандай
Бүкіл техника нуклеин қышқылдарының өздігінен репликациялану қабілетіне негізделген, бұл жағдайда зертханада жасанды түрде жүзеге асырылады. ДНҚ көбеюі молекуланың кез келген аймағында басталуы мүмкін емес, тек белгілі бір нуклеотидтер тізбегі бар аймақтарда - бастапқы фрагменттерден басталуы мүмкін. Полимеразды тізбекті реакцияны бастау үшін праймерлер (немесе ДНҚ зондтары) қажет. Бұл берілген нуклеотидтер тізбегі бар ДНҚ тізбегінің қысқа фрагменттері. Олар үлгі ДНҚ-ның бастапқы аймақтарына комплементарлы (яғни, сәйкес).
Әрине, праймерлерді жасау үшін ғалымдар техникаға қатысатын нуклеин қышқылының нуклеотидтер тізбегін зерттеуі керек. Дәл осы ДНҚ зондтары реакцияның ерекшелігін және оның басталуын қамтамасыз етеді. Үлгіде қажетті ДНҚ-ның кем дегенде бір молекуласы табылмаса, полимеразды тізбекті реакция жүрмейді. Жалпы, реакцияның жүруі үшін жоғарыдағы праймерлер, нуклеотидтер жиынтығы, ыстыққа төзімді ДНҚ-полимераза қажет. Соңғысы фермент – үлгі негізіндегі жаңа нуклеин қышқылы молекулаларының синтезінің катализаторы. Бұл заттардың барлығы, соның ішінде ДНҚ-ны анықтау қажет биологиялық материал, реакциялық қоспаға (ерітінді) біріктіріледі. Ол белгілі бір уақыт ішінде өте жылдам қыздыру мен салқындатуды орындайтын арнайы термостатқа орналастырылған - цикл. Әдетте 30-50 болады.
Бұл реакция қалай жұмыс істейді
Оның мәні мынада: бір циклде праймер ДНҚ-ның қажетті бөлімдеріне бекітіледі, содан кейін ол ферменттің әсерінен екі еселенеді. Алынған ДНҚ тізбектерінің негізінде молекуланың жаңа және жаңа бірдей фрагменттері келесі циклдерде синтезделеді.
Полимеразды тізбекті реакция дәйекті түрде жүреді, оның келесі кезеңдері ажыратылады. Біріншісі әрбір қыздыру және салқындату циклі кезінде өнім мөлшерінің екі есе артуымен сипатталады. Екінші кезеңде реакция баяулайды, өйткені фермент зақымдалады, сонымен қатар белсенділігін жоғалтады. Сонымен қатар, нуклеотидтер мен праймерлердің қоры таусылады. Соңғы кезеңде - үстірт - өнімдер енді жиналмайды,себебі реагенттер бітті.
Қайда қолданылады
Полимеразды тізбекті реакция медицина мен ғылымда ең кең қолданыс тапқаны сөзсіз. Ол жалпы және жеке биологияда, ветеринарияда, фармацияда және тіпті экологияда қолданылады. Сонымен қатар, олар мұны азық-түлік өнімдерінің және қоршаған орта объектілерінің сапасын бақылау үшін жасайды. Полимеразды тізбекті реакция сот-медициналық тәжірибеде әке болуды растау және адамды анықтау үшін белсенді қолданылады. Криминалистикада, сондай-ақ палеонтологияда бұл әдіс көбінесе жалғыз жол болып табылады, өйткені зерттеу үшін әдетте өте аз ДНҚ бар. Әрине, әдіс практикалық медицинада өте кең қолданыс тапты. Ол генетика, жұқпалы аурулар және онкологиялық аурулар сияқты салаларда қажет.
