Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Posnemanje telesa
- Komponente reakcije PCR
- Vloga magnezijevega klorida
- Učinki obilnega magnezija
- Učinki redkega magnezija
Ko preiskovalec kaznivega dejanja ali zdravnik pridobi vzorec DNK, pogosto ni na voljo dovolj DNK, da bi ga lahko pravilno analiziral. Da bi simulirali bodi v lastnem postopku podvajanja DNK, so znanstveniki razvili postopek, imenovan PCR, ki lahko deluje kot stroj Xerox in naredi kopijo po kopiji vzorca DNK. Obstaja veliko komponent reakcije PCR, magnezijev klorid pa je eden najpomembnejših.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Magnezij deluje kot katalizator v reakciji PCR - encim, potreben za kopiranje DNK, za delovanje potrebuje magnezij, reakcija PCR pa v mešanici ne deluje brez magnezija.
Posnemanje telesa
Verižna reakcija polimeraze (PCR) je bila razvita z namenom, da posnemajo narave na svoj način podvajanja DNK. DNK je ponavljajoče se nukleotide in vsak nukleotid vsebuje tri dele. Hrbtenica DNK je ponavljajoča se enota sladkorja in fosfatov, vsak sladkor pa ima na sebi pritrjeno dušikovo bazo. Obstajajo štiri dušikove baze; gvanin, citozin, adenin in timin. DNK je sestavljen iz dveh nitk sladkornega fosfata, ki tečeta vzporedno drug z drugim z dvema dušikovima bazama, ki se povezujeta med vsaka dva sladkorja. Ko se DNK razmnožuje v telesu, encim, imenovan helikaza, razbije vezi med dušikovimi bazami. Drugi encim, DNK polimeraza, namesto starih pripisuje nove nukleotide. Nazadnje se tretji encim, imenovan DNA ligaza, pridruži novim molekulam skupaj.
Komponente reakcije PCR
Za ponovitev DNK v laboratorijski reakciji je treba narediti nekaj sprememb. Namesto helikaze reakcija PCR preprosto uporablja toploto za pretrganje vezi med dušikovimi bazami. Človeška DNK polimeraza ni dovolj stabilna, da bi lahko vzdržala te temperature. Podobno molekulo, imenovano Taq polimerazo, ali termostabilno polimerazo, uporabljamo namesto nje, ker lahko prenese toplotne potrebe PCR. Poleg tega PCR reakcija zahteva proste nukleotide, pufer in magnezij.
Vloga magnezijevega klorida
Magnezijev klorid je prednostna metoda dodajanja magnezija v eksperimentu s PCR. Za termostabilno polimerazo je potrebna prisotnost magnezija, da deluje kot kofaktor med reakcijskim postopkom. Njegova vloga je podobna kot pri katalizatorju: magnezija se v reakciji dejansko ne porabi, vendar reakcija ne more potekati brez prisotnosti magnezija.
Učinki obilnega magnezija
Več magnezija, ki ga dodamo reakciji PCR, hitreje se bo reakcija nadaljevala. Vendar to ni nujno dobra stvar. Če je preveč magnezija, bo polimeraza DNK delovala prehitro in pogosto dela napake v postopku kopiranja. To bo povzročilo nastanek številnih različnih niti DNK, ki ne predstavljajo nujno prvotnega vzorca, ki je bil priskrbljen.
Učinki redkega magnezija
Če je magnezij v reakciji omejen, ne bo šel tako hitro, kot bi moral, če sploh. Lahko poskusite zagnati 40-ciklični PCR, vendar ne dobite želene količine kopij. Vsak cikel PCR eksponentno podvoji količino DNK v epruveti. Medtem ko začnete z majhno količino, na koncu večkrat presežete začetni znesek. Če magnezija ni dovolj, se nekaj polimeraze DNA ne bo aktiviralo in ne bo delovalo. Vendar pa bo toplota raznesla DNK, ki je že prisoten in se ne bo ponovno pridružil. Zato lahko celoten poskus pokvarimo, če ni prisotnega dovolj magnezija.