PCR หรือปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสเป็นเทคนิคที่ใช้ในการขยายลำดับดีเอ็นเอได้รับการพัฒนาครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1980 โดย Kary Mullis ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1993 จากผลงานของเขาPCR ได้ปฏิวัติอณูชีววิทยา ทำให้นักวิจัยสามารถขยาย DNA จากตัวอย่างขนาดเล็กและศึกษารายละเอียดได้
PCR เป็นกระบวนการสามขั้นตอนที่เกิดขึ้นในเครื่องหมุนเวียนความร้อน ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่สามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของส่วนผสมปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วสามขั้นตอนคือการทำให้เสียสภาพ การหลอม และการยืดออก
ในขั้นตอนแรก การสูญเสียสภาพ DNA สายคู่จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ปกติจะอยู่ที่ประมาณ 95°C) เพื่อทำลายพันธะไฮโดรเจนที่ยึดสายทั้งสองไว้ด้วยกันส่งผลให้เกิดโมเลกุล DNA สายเดี่ยวสองโมเลกุล
ในขั้นตอนที่สอง การหลอม อุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 55°C เพื่อให้ไพรเมอร์หลอมเข้ากับลำดับคู่สมบน DNA สายเดี่ยวไพรเมอร์เป็น DNA ชิ้นสั้นที่ออกแบบมาเพื่อให้ตรงกับลำดับที่สนใจของ DNA เป้าหมาย
ในขั้นตอนที่สาม การขยาย อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 72°C เพื่อให้ Taq polymerase (ประเภทของ DNA polymerase) สังเคราะห์ DNA สายใหม่จากไพรเมอร์Taq polymerase มาจากแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในบ่อน้ำพุร้อน และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงที่ใช้ใน PCR ได้
หลังจาก PCR หนึ่งรอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือสำเนาลำดับ DNA เป้าหมายสองชุดโดยการทำซ้ำสามขั้นตอนเป็นเวลาหลายรอบ (โดยทั่วไปคือ 30-40) จำนวนสำเนาของลำดับ DNA เป้าหมายจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณซึ่งหมายความว่าแม้แต่ DNA เริ่มต้นจำนวนเล็กน้อยก็สามารถขยายเพื่อสร้างสำเนาได้นับล้านหรือหลายพันล้านชุด
PCR มีการใช้งานมากมายในการวิจัยและการวินิจฉัยใช้ในพันธุศาสตร์เพื่อศึกษาการทำงานของยีนและการกลายพันธุ์ ในนิติเวชเพื่อวิเคราะห์หลักฐาน DNA ในการวินิจฉัยโรคติดเชื้อเพื่อตรวจหาการมีอยู่ของเชื้อโรค และในการวินิจฉัยก่อนคลอดเพื่อคัดกรองความผิดปกติทางพันธุกรรมในทารกในครรภ์
นอกจากนี้ PCR ยังได้รับการดัดแปลงเพื่อใช้ในรูปแบบต่างๆ เช่น PCR เชิงปริมาณ (qPCR) ซึ่งช่วยให้สามารถวัดปริมาณ DNA และ Reverse Transcription PCR (RT-PCR) ซึ่งสามารถใช้เพื่อขยายลำดับ RNA
แม้จะมีการใช้งานมากมาย PCR ก็มีข้อจำกัดโดยต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับลำดับเป้าหมายและการออกแบบไพรเมอร์ที่เหมาะสม และอาจเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายหากสภาวะของปฏิกิริยาไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างถูกต้องอย่างไรก็ตาม ด้วยการออกแบบและดำเนินการทดลองอย่างรอบคอบ PCR ยังคงเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดในสาขาชีววิทยาระดับโมเลกุล
เวลาโพสต์: Feb-22-2023