ويکيپېډيا

د پولیمیرېز ځنځیري تعامل


د پولیمیرېز ځنځیري تعامل (په انګلیسي: polymerase chain reaction) یا PCR، په چټکه توګه د یوې ځانګړې DNA نمونې (بشپړو یا برخیزو) میلیونونو تر میلیاردونو کاپي‌ګانو جوړولو لپاره په پراخه توګه کارېدونکی مېتود دی او د ساینس‌پوهانو لپاره زمینه برابروي ترڅو د DNA یوه کوچنۍ نمونه واخلي او د ژورې مطالعې لپاره یې په بشپړه توګه پراخه کړي. PCR په ۱۹۸۳ز کال کې، په سېتوس شرکت کې د بیوکېمیاپوه کاري مولیس له‌خوا اختراع شو؛ مولیس او بیوکېمیاپوه مایکل سمېت ته، چې د DNA تنظیم یا لاس‌وهنې لپاره یې نورې اساسي لارې موندلې وې، په ګډه د کېمیا نوبل جایزه په ۱۹۹۳ز کال کې ورکړل شوه.[۱]

PCR، د DNA لرغونو نمونو شننې او د انتاني لاملونو د پېژندنې په شمول، په جنتیکي ازمایښتونو او څېړنه کې د ډېرشمېر کارېدونکو مېتودونو لپاره یو بنسټ دی. د PCR په کارولو سره، د DNA لړیو د خورا کوچنیو ټوټو کاپي‌ګانې، په تصاعدي توګه، د تودوخې بدلونونو په یولړ دورانونو کې غښتلې کېږي. اوس‌مهال، PCR یو معمول او تر ډېره اړین تخنیک دی چې په طبي ازمایښتي څېړنو کې، د بیومیدیکل څېړنې او جنایي عدلي طب په شمول، په بېلابېلو برخو کې کارونه لري.[۲][۳]

د PCR ډېري مېتودونه د تودوخیز دوران پر بنسټ ولاړ دي. تودوخیز دوران تعامل کوونکي مواد د تودوخې او سوړوالي تکراري دورانونو پر وړاندې واقع کوي ترڅو تودوخې ته اړوند بېلابېلو تعاملونو ته (په تېره بیا، د DNA وېلې کېدل او د انزایم پر بنسټ د DNA غبرګېدنه) زمینه برابره کړي. PCR له دوو اصلي مُعَرفونو (ښودونکو) څخه کار اخلي – پرایمرونه (د یوه‌څانګه‌ییزې DNA لنډې ټوټې چې د اولیګونوکلوتیدونو په توګه پېژندل کېږي او د هدف DNA برخې لپاره بشپړوونکې لړۍ ده) او د DNA یو پولیمیرېز. د PCR په لومړي پړاو کې، «د نوکلیک اسید خاصیت بدلونې» په نامه یوې پروسه او په لوړه تودوخه کې د DNA دوه‌ګوني مارپېچ دوه څانګې په فزیکي توګه سره جلا کېږي. په دوه‌یم پړاو کې، د تودوخې کچه راښکته کېږي، او پرایمرونه د DNA بشپړوونکو لړیو سره وصل کېږي. وروسته بیا، د DNA دوه څانګې د DNA پولیمیرېز لپاره نمونې ګرځي ترڅو په انزایمي توګه له ازادو نوکلوتیدونو (د DNA جوړښتي ټوټې) څخه د DNA یوه نوې څانګه جوړه کړي. څرنګه چې PCR پرمخ ځي، تولید شوې DNA په خپله د غبرګېدنې لپاره د یوې نمونې په توګه کارول کېږي او یو ځنځیري تعامل په حرکت راولي چې په هغه کې د DNA نمونه په تصاعدي توګه غښتلې شوې ده.

دغه تخنیک بېلابېلې کارونې لري، لکه: د لړۍموندنې لپاره د د DNA تکثیر، د جېن تکثیر او لاس‌وهنه، د جېن موتاجنیزس؛ د DNA پر بنسټ د فایلوجېني جوړښت، یا د جېنونو د کارکړنو شننه؛ د جنتیکي اختلاطاتو تشخیص او څارنه؛ د لرغونې DNA غښتلي کول؛ د DNA پروفیل جوړولو لپاره د ګوتو جنتیکي نښو شننه (د بېلګې په توګه: په عدلي طب او د نسب موندنې په ازمایښت کې)؛ او د انتاني ناروغیو د تشخیص لپاره په نوکلیک اسید ازمایښتونو کې د پاتوجېنونو تشخیص.[۴][۵]

اصول

سمول

PCR د DNA (د هدف DNA) د څانګې یوه ځانګړې برخه غښتلې کوي. د PCR ډېري مېتودونو د DNA ټوټې، له اوږدوالي پلوه، له 0.1 څخه تر 10kbp پورې غښتلې کوي، که څه هم ځیني تخنیکونه، تر 40kbp پورې د ټوټو غښتلي کولو امکان رامنځ‌ته کوي. د غښتلي محصول مقدار، په تعامل کې د شته قشرونو له‌لارې معلومېږي، چې د تعامل په دوام موندلو سره لا محدودېږي.[۶][۷]

په بنسټیزه توګه د یوه PCR تنظیمولو لپاره څوګونو مؤلفو او مُعرفونو ته اړتیا لېدل کېږي:[۸]

  • د DNA یوه نمونه چې د غښتلي کولو لپاره د DNA د هدف برخه په‌کې شامله وي.
  • د DNA یو پولیمیرېز؛ داسې یو انزایم چې د DNA نوې څانګې پولیمیرېز کولای شي؛ د تودوخې پر وړاندې مقاوم Taq پولیمیرېز په ځانګړې توګه معمول دی، ځکه چې د DNA خاصیت بدلولو پروسې په اوږدو کې د لوړې تودوخې پر وړاندې یې د روغ پاتې کېدو احتمال لوړ دی.[۹]
  • د DNA دوه پرایمرونه چې د هدف DNA د حسي او غیرحسي هرې څانګې د 3’ څوکو بشپړوونکي وي (د DNA پولیمیرېز کولای شي یوازې د DNA یوې دوه‌څانګه‌ییزې برخې ته ونښلي او له هغې څخه وغځېږي؛ پرته له پرایمرونو، د پیل داسې هېڅ دوه‌څانګه‌ییزه برخه شتون نه‌لري چې پولیمیرېز ورسره ونښلي)؛ هغه ځانګړي پرایمرونه چې د DNA هدف برخې لپاره بشپړوونکي ګڼل کېږي، په لومړي سر کې ټاکل کېږي او تر ډېره په لابراتوار کې جوړېږي یا هم له بیوکېمیاوي سوداګریزو پلورونکو څخه ترلاسه کېږي.[۱۰]
  • دي‌اوکسي‌نوکلوسید ترای‌فاسفېتونه یا dNTP (ځینې وخت د «دي‌اوکسي نوکلوتید ترای‌فاسفېتونو» په نامه هم یادېږي؛ هغه نوکلوتیدونه چې د ترای‌فاسفېت ګروپونه ولري)، هغه جوړښتي برخې دي چې د DNA پولیمیرېز ورڅخه د DNA یوه نوې څانګه سنتیز کوي.
  • یو بَفر محلول چې د DNA پولیمیرېز د خورا ښه فعالیت او پایښت لپاره یو مناسب کېمیاوي چاپېریال رامنځ‌ته کړي.
  • دوه‌ولانسي کتیونونه، په ټولیز ډول د مګنیزیم (Mg) یا منګنېز (Mn) ایونونه؛ Mg2+ تر ټولو معمول دی، خو Mn2+ کېدای شي د PCR په واسطه د DNA موتاجنیزس لپاره وکارول شي، ځکه چې د Mn2+ لوړ غلظت د DNA سنتیز کولو په اوږدو کې د خطا رامنځ‌ته کېدلو احتمال لوړوي؛ او یوولانسي کتیونونه، په ټولیز ډول د پوټاشیم (K) ایونونه.[۱۱]

دغه تعامل، په ټولیزه توګه، په 10-200μL حجم د تعامل په کوچنیو ټیوبونو (له 0.2 تر 0.5mL پورې حجمونه) او په تودوخیز دوران ورکوونکي کې ترسره کېږي. د تودوخې دوران ورکوونکی د تعامل ټیوبونه تودوي او سړوي ترڅو د تعامل په هر پړاو کې د تودوخې اړینه درجه ترلاسه شي. په ډېرشمېر تودوخیزو نومهالو دوران ورکوونکو کې د پلتایر له اغېزې څخه کار اخېستل کېږي، چې په اسانۍ سره د برېښنایي بهیر په معکوس کولو سره د PCR ټیوبونو ساتونکې برخې د تودېدلو او سړېدلو زمینه برابروي. د تعامل نري ټیوبونه، د چټک تودوخیز انډول رامنځ‌ته کولو لپاره د مطلوب تودوخیز هدایت امکان برابروي. د تعامل ټیوب په پورتنۍ برخه کې د میعان مخنیوي لپاره، ډېري تودوخیز دوران ورکوونکي تودې شوې مجراوې لري. پخوانیو تودوخیز دوران ورکوونکو تودې شوې مجراوې نه‌درلودې، او د تعامل مخلوط دپاسه یې د غوړو یوه قشر ته یا د ټیوب دننه د واکس یوه توپ ته اړتیا درلوده.

کارونې

سمول

د ټاکنیزې DNA جلا کېدنه

سمول

PCR، د DNA یوې ځانګړې برخې د ټاکنیزو غښتلي کولو له‌لارې، له جېنومي DNA څخه د DNA ټوټو د جلا کېدنې امکان رامنځ‌ته کوي. د PCR دغه کارونه ډېرې لارې پرانیزې؛ لکه: د سویلي یا شمالي هایبرېد کېدنې او د DNA تکثیر لپاره د هایبرېد کېدنې د پروب ټوټو تولیدول، چې ډېر مقدار DNA ته اړتیا لري او د DNA یوه ځانګړې برخه ښیي. PCR دغه تخنیکونو د کره DNA له لویو مقدارونو سره تامینوي او په‌دې سره د DNA نمونو د شننې امکان برابروي (ان د لومړنیو موادو له کوچنیو مقدارونو څخه).

PCR نورې کارونې هم لري، لکه: د DNA لړۍموندنه (د PCR له‌لارې د هغو نامعلومو غښتل شویو لړیو ټاکلو لپاره چې کېدای شي د غښتلتیا یو پرایمر یې د سنګر په لړۍموندنه کې کارول شوی وي)، د DNA یوې لړۍ جلا کول (د یوه پلاسمید، فاژ یا کوسمید یا د بل اورګانیزم جنتیکي موادو دننه د DNA د یوې لړۍ دننه کېدنې پر مهال د DNA بیاترکیب اړوندو ټکنالوجیو ګړندي کولو لپاره). باکتریایي ډلې (لکه: اېشېريکيا کولي) کېدلای شي د DNA سم ناقل د جوړولو لپاره د PCR له‌لارې وڅارل شي. همدا راز، کېدای شي PCR د جنتیکي پروفیل جوړولو (د ګوتې نښې جوړولو) لپاره وکارول شي؛ دا د عدلي طب یو تخنیک دی چې د PCR پر بنسټ بېلابېلو مېتودونو له‌لارې د ازمایښتي DNAګانو د پرتله کولو پر مټ د یوه وګړي یا اورګانیزم د پېژندنې لپاره کارول کېږي.[۱۲][۱۳]

سرچينې

سمول
  1. ↑ "The Nobel Prize in Chemistry 1993". NobelPrize.org.
  2. ↑ Saiki RK, Scharf S, Faloona F, Mullis KB, Horn GT, Erlich HA, Arnheim N (December 1985). "Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia". Science. 230 (4732): 1350–54. Bibcode:1985Sci...230.1350S. doi:10.1126/science.2999980. PMID 2999980.
  3. ↑ Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S, Scharf SJ, Higuchi R, Horn GT, et al. (January 1988). "Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase". Science. 239 (4839): 487–91. Bibcode:1988Sci...239..487S. doi:10.1126/science.239.4839.487. PMID 2448875.
  4. ↑ Enners, Edward; Porta, Angela R. (2012). "Determining Annealing Temperatures for Polymerase Chain Reaction". The American Biology Teacher. 74 (4): 256–60. doi:10.1525/abt.2012.74.4.9. S2CID 86708426.
  5. ↑ Ninfa, Alexander; Ballou, David; Benore, Marilee (2009). Fundamental Laboratory Approaches for Biochemistry and Biotechnology. United States: Wiley. pp. 408–10. ISBN 978-0-470-08766-4.
  6. ↑ Cheng S, Fockler C, Barnes WM, Higuchi R (June 1994). "Effective amplification of long targets from cloned inserts and human genomic DNA". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (12): 5695–99. Bibcode:1994PNAS...91.5695C. doi:10.1073/pnas.91.12.5695. PMC 44063. PMID 8202550.
  7. ↑ Carr AC, Moore SD (2012). Lucia A (ed.). "Robust quantification of polymerase chain reactions using global fitting". PLOS ONE. 7 (5): e37640. Bibcode:2012PLoSO...737640C. doi:10.1371/journal.pone.0037640. PMC 3365123. PMID 22701526.
  8. ↑ Joseph Sambrook & David W. Russel (2001). Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd ed.). Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-879-69576-7. Chapter 8: In vitro Amplification of DNA by the Polymerase Chain Reaction
  9. ↑ "Polymerase Chain Reaction (PCR)". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  10. ↑ "PCR". Genetic Science Learning Center, University of Utah.
  11. ↑ Pavlov AR, Pavlova NV, Kozyavkin SA, Slesarev AI (May 2004). "Recent developments in the optimization of thermostable DNA polymerases for efficient applications". Trends in Biotechnology. 22 (5): 253–60. doi:10.1016/j.tibtech.2004.02.011. PMID 15109812.
  12. ↑ Pavlov AR, Pavlova NV, Kozyavkin SA, Slesarev AI (2006). "Thermostable DNA Polymerases for a Wide Spectrum of Applications: Comparison of a Robust Hybrid TopoTaq to other enzymes". In Kieleczawa J (ed.). DNA Sequencing II: Optimizing Preparation and Cleanup. Jones & Bartlett. pp. 241–57. ISBN 978-0-7637-3383-4.
  13. ↑ Pombert JF, Sistek V, Boissinot M, Frenette M (October 2009). "Evolutionary relationships among salivarius streptococci as inferred from multilocus phylogenies based on 16S rRNA-encoding, recA, secA, and secY gene sequences". BMC Microbiology. 9: 232. doi:10.1186/1471-2180-9-232. PMC 2777182. PMID 19878555.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)
"https://ps.wikipedia.org/w/index.php?title=د_پولیمیرېز_ځنځیري_تعامل&oldid=338549" نه اخيستل شوی