Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Імітація тіла
- Компоненти реакції ПЛР
- Роль хлориду магнію
- Вплив рясного магнію
- Вплив дефіцитного магнію
Коли слідчий місця злочину або лікар отримує пробу ДНК, часто не вистачає ДНК, щоб правильно її проаналізувати. Для моделювання власного процесу реплікації ДНК у вчених вчені розробили процес під назвою ПЛР, який може діяти як апарат Xerox і робити копію після копіювання зразка ДНК. Є багато компонентів реакції ПЛР, а хлорид магнію - один з найважливіших.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Магній діє як каталізатор у реакції ПЛР - ферменту, необхідному для реплікації ДНК, потрібен магній для функціонування, а реакція ПЛР не працює без магнію в суміші.
Імітація тіла
Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) була розроблена для того, щоб імітувати природний спосіб реплікації ДНК. ДНК - це повторювана послідовність нуклеотидів, і кожен нуклеотид містить три частини. Основа ДНК є повторюваною одиницею цукру і фосфатів, і кожен цукор має прикріплену до нього азотисту основу. Є чотири азотисті основи; гуанін, цитозин, аденін та тимін. ДНК складається з двох ниток цукрового фосфату, паралельних одна одній, з двома азотистими основами, що з'єднуються між кожніми двома цукрами. Коли ДНК розмножується в організмі, фермент, який називається геліказа, розриває зв’язки між азотистими основами. Другий фермент, ДНК-полімераза, приєднує нові нуклеотиди замість старих. Нарешті, третій фермент, який називається ДНК-лігазою, приєднує нові молекули назад разом.
Компоненти реакції ПЛР
Необхідно внести кілька змін, щоб відтворити ДНК в лабораторній реакції. Замість гелікази реакція ПЛР просто використовує тепло для розриву зв’язків між азотистими основами. Полімераза ДНК людини недостатньо стійка, щоб витримати ці температури. Замість нього використовується аналогічна молекула під назвою полімераза Taq або термостабільна полімераза, оскільки вона може протистояти тепловим потребам ПЛР. Крім того, реакція ПЛР потребує вільних нуклеотидів, буфера та магнію.
Роль хлориду магнію
Хлорид магнію є кращим методом додавання магнію до експерименту з ПЛР. Термостабільна полімераза вимагає наявності магнію, щоб діяти як кофактор під час реакційного процесу. Його роль аналогічна ролі каталізатора: магній фактично не витрачається в реакції, але реакція не може протікати без присутності магнію.
Вплив рясного магнію
Чим більше магнію додається до реакції ПЛР, тим швидше триватиме реакція. Однак це не обов'язково добре. Якщо присутній занадто багато магнію, ДНК-полімераза буде надто швидко працювати і часто помиляється в процесі копіювання. Це призведе до отримання багатьох різних ниток ДНК, які не обов'язково представляють оригінальний зразок, який був наданий.
Вплив дефіцитного магнію
Якщо в реакції магній обмежений, він не піде так швидко, як слід взагалі. Ви можете спробувати запустити ПЦР на 40 циклів, але не отримати потрібну кількість копій. Кожен цикл ПЛР подвоює кількість ДНК у пробірці експоненціально. Тож, починаючи з невеликої кількості, у кінцевому підсумку ви закінчуєте багато разів цю початкову суму. Якщо недостатньо магнію, частина ДНК-полімерази не активується і вона не працюватиме. Однак тепло буде розбирати ДНК, яка вже є, і вона не буде знову з'єднана. Тому весь експеримент можна зруйнувати, якщо в ньому немає достатньої кількості магнію.