Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Имитиране на тялото
- Компоненти за реакция на PCR
- Ролята на магнезиевия хлорид
- Ефекти на изобилния магнезий
- Ефекти от оскъдния магнезий
Когато изследовател на местопрестъплението или лекар получи ДНК проба, често няма достатъчно ДНК, за да я анализира правилно. За да симулират собствения процес на репликация на бодита, учените разработиха процес наречен PCR, който може да действа като машина на Xerox и да прави копие след копиране на ДНК проба. Има много компоненти на PCR реакция, а магнезиевият хлорид е един от най-жизненоважните.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Магнезият действа като катализатор в PCR реакцията - ензимът, необходим за репликацията на ДНК, се нуждае от магнезий, за да функционира, а PCR реакцията няма да работи без магнезий в сместа.
Имитиране на тялото
Полимеразната верижна реакция (PCR) е разработена с цел да имитира естествата по собствен начин на репликация на ДНК. ДНК е повтаряща се последователност от нуклеотиди и всеки нуклеотид съдържа три части. Гръбнакът на ДНК е повтаряща се захарна и фосфатна единица и всяка захар има прикрепена към нея азотна основа. Има четири азотни основи; гуанин, цитозин, аденин и тимин. ДНК се състои от две нишки на захарен фосфат, които вървят успоредно една на друга с две азотни основи, съединяващи се между всеки две захари. Когато ДНК се репликира в тялото, ензим, наречен хеликаза, разрушава връзките между азотните основи. Втори ензим, ДНК полимераза, прикрепя нови нуклеотиди на мястото на старите. И накрая, трети ензим, наречен ДНК лигаза, се присъединява към новите молекули заедно.
Компоненти за реакция на PCR
Трябва да се направят няколко промени, за да се репликира ДНК в лабораторна реакция. На мястото на хеликаза, PCR реакцията просто използва топлина, за да прекъсне връзките между азотните основи. Човешката ДНК полимераза не е достатъчно стабилна, за да издържа на тези температури. Подобна молекула, наречена Taq полимераза, или термостабилна полимераза, се използва вместо нея, защото може да издържи на топлинните изисквания на PCR. Освен това, PCR реакцията изисква свободни нуклеотиди, буфер и магнезий.
Ролята на магнезиевия хлорид
Магнезиевият хлорид е предпочитаният метод за добавяне на магнезий към PCR експеримент. Термостабилната полимераза изисква присъствието на магнезий, който да действа като кофактор по време на реакционния процес. Ролята му е подобна на тази на катализатор: магнезият всъщност не се изразходва в реакцията, но реакцията не може да протече без присъствието на магнезий.
Ефекти на изобилния магнезий
Колкото повече магнезий е добавен към PCR реакция, толкова по-бързо ще протече реакцията. Това обаче не е непременно добро нещо. Ако присъства твърде много магнезий, ДНК полимеразата ще работи твърде бързо и често прави грешки в процеса на копиране. Това ще доведе до получаването на много различни нишки на ДНК, които не представляват непременно оригиналната проба, която е била предоставена.
Ефекти от оскъдния магнезий
Ако магнезият е с ограничена доставка в реакция, той няма да върви толкова бързо, колкото би трябвало, ако изобщо. Можете да опитате да стартирате PCR с 40 цикъла, но да не получите необходимото количество копия. Всеки цикъл на PCR удвоява количеството на ДНК в епруветката експоненциално. И така, докато започнете с малко количество, в крайна сметка се оказвате с многократно по-голяма от първоначалната сума. Ако няма достатъчно магнезий, част от ДНК полимеразата няма да се активира и няма да работи. Въпреки това, топлината ще раздели ДНК, която вече присъства и няма да се присъедини отново. Следователно, целият експеримент може да бъде съсипан, ако няма достатъчно количество магнезий.