PCR

PCR (ראשי תיבות של Polymerase Chain Reaction, תגובת שרשרת של פולימראז) היא שיטה במעבדה לשכפול מזורז וסלקטיבי של מקטעי DNA. השיטה משמשת במחקר גנטי, באבחון מחלות וזיהומים, בזיהוי פלילי ובקביעת אבהות. מאז שהתפתחה בשנות ה‑80 היא אפשרה להגביר כמות זעירה של DNA למיליונים או מיליארדים של עותקים בתוך שעות. על גילוי השיטה קארי מוליס זכה בפרס נובל לכימיה ב‑1993.

המחזור הבסיסי של PCR כולל שלושה שלבים שחוזרים על עצמם: פרימה, איחוי והארכה. פרימה (Denaturation) פירושה הפרדת גדילי ה‑DNA באמצעות חימום. איחוי (Annealing) הוא חיבור של פריימרים, קטעי DNA קצרים שמשמשים נקודת התחלה לשכפול. הארכה (Elongation) מתבצעת על ידי אנזים DNA פולימראז, שאחראי להוספת נוקלאוטידים וליצירת העותק החדש.
המעבדה משתמשת באנזים עמיד לחום שנקרא Taq DNA פולימראז. אנזים זה נלקח מהחיידק Thermus aquaticus, והוא שורד בטמפרטורות גבוהות שבהן מתבצעת הפרימה. מעגלי PCR מבוצעים במכשיר שמווסת במהירות את הטמפרטורות: כ‑95°C לפתיחת הגדילים, כ‑50°C לחיבור הפריימרים וכ‑75°C להארכה.

בכל מחזור מוצרים פי שניים עותקים תיאורטית, כלומר ההגברה היא מעריכית. לדוגמה, אחרי כ‑30 מחזורים מספר העותקים גדל בכמה מיליארדים. בפועל יש מגבלות, כמו פחת ביעילות האנזים ומגבלת חומרי הגלם במבחנה, שמאטות את הגידול בסוף התהליך.

המוצר נקרא אמפליקון, מקטע DNA מוגבר. אמפליקון יכול לשמש לליגציה לתוך פלסמיד, לריצוף (קביעת רצף ה‑DNA), ולאבחונים שונים. שיטה זו מנוצלת גם בשיטות נוספות כמו CAPS.

יש גרסאות ושיפורים של ה‑PCR המתאימים לצרכים שונים, למשל להגברה כמותית או לזיהוי רב־מטרות.

PCR (קיצור של Polymerase Chain Reaction, תגובת שרשרת של פולימראז) היא שיטה במעבדה שמכפילה קטע קטן של DNA. DNA הוא החומר התורשתי, שמכיל הוראות לחיים.

השיטה עוזרת למדענים למצוא מחלות, לזהות אנשים ולחקור גנים. קארי מוליס קיבל פרס נובל על הרעיון.

PCR עובד במחזורים קצרים שיש בהם שלושה שלבים. קודם מחממים כדי לפתוח את ה‑DNA (פרימה). אחר כך מחברים פריימרים, קטעים קצרים של DNA שעוזרים להתחיל את השכפול. לבסוף אנזים מיוחד בונה את העותקים (הארכת הגדיל). האנזים החשוב נקרא Taq. הוא מגיע מחיידק שחי במים חמים, ולכן הוא לא נהרס בחום.

בכל מחזור כמות העותקים כמעט כפולה. אחרי עשרות מחזורים יש מיליונים או מיליארדים של עותקים. בסוף, אם נגמר חומר או שהאנזים מתכווץ, ההגברה נעצרת.

התוצר נקרא אמפליקון, קטע DNA שמוגבר הרבה. אפשר להשתמש בו לבדוק רצפים של DNA, להכניס אותו לחיידקים או לעשות בדיקות רפואיות.

יש גם גרסאות אחרות של השיטה שמתאימות למשימות שונות.