37 مورد از انواع PCR به همراه تعریف، اصول و کاربرد

فهرست مطالب نمایش

فهرستی از انواع PCR:

Amplified fragment length polymorphism (AFLP) PCR
Allele-specific PCR
Alu PCR
Assembly PCR
Asymmetric PCR
COLD PCR
Colony PCR
Conventional PCR
Digital PCR (dPCR)
Fast-cycling PCR
High-fidelity PCR
High-Resolution Melt (HRM) PCR
Hot-start PCR
In situ PCR
Intersequence-specific (ISSR) PCR
Inverse PCR
LATE (linear after the exponential) PCR
Ligation-mediated PCR
Long-range PCR
Methylation-specific PCR (MSP)
Miniprimer PCR
Multiplex-PCR
Nanoparticle-Assisted PCR (nanoPCR)
Nested PCR
Overlap extension PCR
Real-Time PCR (quantitative PCR or qPCR)
Repetitive sequence-based PCR
Reverse-Transcriptase (RT-PCR)
Reverse-Transcriptase Real-Time PCR (RT-qPCR)
RNase H-dependent PCR (rhPCR)
Single cell PCR
Single Specific Primer-PCR (SSP-PCR)
Solid phase PCR
Suicide PCR
Thermal asymmetric interlaced PCR (TAIL-PCR)
Touch down (TD) PCR
Variable Number of Tandem Repeats (VNTR) PCR

PCR پلی‌مورفیسم قطعات طولی محدود شونده (AFLP)

این یک تکنیک مبتنی بر PCR است که از تکثیر انتخابی بخشی از قطعات DNA هضم شده برای تولید اثر انگشت منحصر به فرد برای ژنوم‌های مورد نظر استفاده می‌کند.
این تکنیک می‌تواند به سرعت تعداد زیادی از قطعات نشانگر (مارکر) را برای هر ارگانیسمی، بدون اطلاع قبلی از توالی ژنومی، تولید کند.
AFLP PCR از آنزیم‌های محدودکننده برای هضم DNA ژنومی استفاده می‌کند و امکان اتصال آداپتورها به انتهای چسبنده قطعات را فراهم می‌کند.
سپس بخشی از قطعات محدودکننده برای تکثیر با استفاده از پرایمرهایی که مکمل توالی آداپتور هستند انتخاب می‌شود.
توالی‌های تکثیر شده جدا شده و در ضمن دناتوره شدن در الکتروفورز ژل آگارز مشاهده می‌شوند.
AFLP PCR برای انواع کاربردها، به عنوان ارزیابی تنوع ژنتیکی در گونه‌ها یا در میان گونه‌های نزدیک، برای استنتاج فیلوژنی در سطح جمعیت و الگوهای جغرافیایی زیستی، برای تولید نقشه‌های ژنتیکی و تعیین ارتباط بین گونه‌ها استفاده می‌شود.

PCR اختصاصی آلل

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز اختصاصی آلل (AS-PCR) تکنیکی مبتنی بر پرایمرهای اختصاصی آلل است که می‌توان از آن برای تجزیه و تحلیل چندشکلی تک نوکلئوتیدی استفاده کرد.
PCR اختصاصی آلل که (Amplification Refractory Mutation system) ARMS-PCR نیز نامیده می‌شود، مربوط به استفاده از دو پرایمر مختلف برای دو آلل مختلف است.
یکی مجموعه پرایمرهای جهش‌یافته‌ای است که نسبت به PCR معمولی مقاوم هستند و دیگری مجموعه پرایمرهای معمولی هستند که نسبت به واکنش PCR جهش‌یافته مقاوم هستند.
انتهای ´3 این پرایمرها به گونه‌ای اصلاح شده است که یک مجموعه از پرایمر می‌تواند آلل طبیعی را تکثیر کند در حالی که سایرین آلل جهش‌یافته را تکثیر می‌کنند.
این عدم تطابق به پرایمر اجازه می‌دهد تا یک آلل واحد را تکثیر کند.
این روش به طور گسترده‌ای در تشخیص جهش نقطه‌ای مانند کم‌خونی سلول داسی شکل و تالاسمی استفاده می‌شود.
همچنین برای تعیین مستقیم ژنوتیپ‌های گروه خونی ABO استفاده می‌شود.

Alu PCR

Alu PCR یک تکنیک انگشت نگاری DNA/ تعیین هویت ژنتیکی (DNA fingerprinting) سریع و آسان است که بر اساس تجزیه و تحلیل هم‌زمان بسیاری از مکان‌های ژنومی احاطه شده توسط عناصر تکراری Alu است.
عناصر Alu امتداد کوتاهی از DNA هستند که در ابتدا با عملکرد اندونوکلئاز محدود کننده آرتروباکتر لوتئوس (Alu) مشخص می‌شوند.
عناصر Alu یکی از فراوان‌ترین عناصر قابل انتقال هستند و در سرتاسر ژنوم انسان یافت می‌شوند و در تکامل نقش دارند و به عنوان نشانگرهای ژنتیکی استفاده می‌شوند.
در Alu PCR، دو پرایمر نشان‌دار شده با فلوئوروکروم مکمل آن توالی‌ها برای انجام PCR استفاده می‌شود و محصولات PCR سپس آنالیز می‌شوند.
Alu PCR در چندین بیماری ژنتیکی انسانی و انواع سرطان استفاده شده است؛ بنابراین، این PCR نقش اساسی در تشخیص این بیماری‌ها و جهش‌ها دارد.

PCR مونتاژ / Assembly PCR

PCR مونتاژ یا Assembly PCR روشی برای جمع‌آوری الیگونوکلئوتیدهای DNA بزرگ از چند قطعه کوتاه‌تر است.
در PCR، اندازه الیگونولئوتیدهای مورد استفاده 18 جفت باز است، در حالی که در Assembly PCR طول PCR تا 50 جفت باز برای اطمینان از هیبریداسیون صحیح استفاده می‌شود.
در طی چرخه‌های PCR، الیگونوکلئوتیدها به قطعات مکمل متصل می‌شوند و سپس توسط آنزیم پلیمراز پر می‌شوند.
بنابراین، هر چرخه این PCR بسته به اینکه کدام اولیگونوکلئوتیدها یکدیگر را پیدا کنند، طول قطعات مختلف را به طور تصادفی افزایش می‌دهد.
Assembly PCR برای بهبود بازده پروتئین مورد نظر استفاده می‌شود و همچنین می‌توان از آن برای تولید مقادیر زیادی RNA برای مطالعات ساختاری یا بیوشیمیایی استفاده کرد.

PCR نامتقارن / Asymmetric PCR

PCR نامتقارن یا Asymmetric PCR نوعی از PCR است که برای تکثیر ترجیحی یک رشته از DNA اصلی بیش از دیگری استفاده می‌شود.
تفاوت PCR نامتقارن با PCR معمولی مقدار بیش از حد پرایمر برای یک رشته انتخابی است.
همان‌طور که PCR نامتقارن به جلو می‌رود، پرایمر محدودکننده با غلظت کم از نظر کمی در DNA دو رشته‌ای تازه سنتز شده گنجانیده می‌شود.
در نتیجه، سنتز خطی DNA هدف تک‌رشته‌ای از پرایمر اضافی پس از تخلیه پرایمر محدودکننده تشکیل می‌شود.
این روش زمانی مفید است که تکثیر تنها یکی از دو رشته مکمل مورد نیاز باشد، مانند توالی‌یابی و پروب هیبریداسیون.

COLD PCR (Coamplification at lower denaturation temperature)

تکثیر هم‌زمان در واکنش زنجیره‌ای پلیمراز مبتنی بر درجه حرارت دناتوراسیون (COLD-PCR) یک فرم جدید از PCR است که به طور انتخابی انواع DNA با فراوانی کم از مخلوط توالی‌های نوع وحشی و حاوی جهش (حاوی سویه‌های مختلف)، صرف‌نظر از نوع جهش یا موقعیت آن بر روی آمپلیکون را تکثیر می‌کند.
این روش بر اساس تغییر دمای نقطه بحرانی است که در آن DNA حاوی جهش ترجیحاً نسبت به نوع وحشی ذوب می‌شود.
یک فرایند آنیلینگ میانی پس از دناتوراسیون وجود دارد که امکان هیبریداسیون آلل نوع وحشی و جهش‌یافته را فراهم می‌کند. این عدم تطابق کمی دمای ذوب ds DNA را تغییر می‌دهد.
این هترودپلکس‌ها ذوب می‌شوند و به عنوان یک الگو استفاده می‌شوند. در نتیجه، بخش قابل توجهی از DNA واریانت جزئی تکثیر شده و برای دورهای بعدی PCR در دسترس خواهد بود.
PCR نقش حیاتی در تشخیص جهش در نمونه‌های انکولوژی، به ویژه در تومورهای ناهمگن و همچنین مایعات بدن دارد.
این PCR همچنین به ارزیابی بقای بیماری پس از جراحی یا شیمی‌درمانی و مرحله بندی بیماری و پروفایل مولکولی برای پیش‌بینی یا مناسب سازی درمان برای افراد بیمار کمک می‌کند.

PCR کلونی / Colony PCR

Colony PCR روشی است که در آن شناسایی DNA مورد علاقه وارد شده به پلاسمید با طراحی پرایمرهای اختصاصی DNA وارد شده به دست می‌آید.
کلنی باکتری حاوی پلاسمید را می‌توان مستقیماً با استفاده از دو مجموعه پرایمر تکثیر کرد.
اولین مجموعه از پرایمرهای اختصاصی است که توالی درج شده را تکثیر می‌کند، و دیگری از پرایمرهای جانبی ویژه وکتور است که DNA پلاسمید را به غیر از DNA وارد شده تکثیر می‌کند.
یک کلنی باکتری گرفته می‌شود و مستقیماً به مخلوط اصلی حاوی سایر معرف‌های PCR اضافه می‌شود.
کاربرد اصلی Colony PCR در شناسایی اتصال و درج صحیح DNA وارد شده به باکتری و همچنین پلاسمید مخمر است.

PCR معمولی یا Basic PCR

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) یک سیستم لوله آزمایشی برای همانندسازی DNA است که به یک توالی DNA “هدف” اجازه می‌دهد تا به طور انتخابی چندین میلیون برابر تنها در چند ساعت تکثیر شود.

PCR سنتز قطعات خاص DNA را با استفاده از آنزیم DNA-پلیمراز که در تکثیر ماده ژنتیکی سلولی شرکت می‌کند، امکان پذیر می‌کند.
این آنزیم یک توالی مکمل از DNA را سنتز می‌کند، زیرا یک قطعه کوچک (پرایمر) به یکی از رشته‌های DNA در محل خاصی که برای شروع سنتز انتخاب شده است متصل می‌شود.
پرایمرها توالی مورد تکرار را محدود می‌کنند و نتیجه تکثیر یک توالی DNA خاص با میلیاردها نسخه است.
PCR معمولی در جداسازی انتخابی DNA، تکثیر و تعیین کمیت DNA، رویکردهای پزشکی و تشخیصی، تشخیص بیماری‌های عفونی، مطالعات پزشکی قانونی و زمینه‌های تحقیقاتی استفاده می‌شود.

PCR دیجیتال (dPCR) / Digital PCR

Digital PCR (dPCR) یک فناوری کمی PCR است که روشی حساس و کارآمد برای اندازه‌گیری مقدار DNA یا RNA موجود در یک نمونه را فراهم می‌کند.
برای dPCR، مخلوط نمونه اولیه قبل از مرحله تکثیر داخل تعداد زیادی چاهک جداگانه تقسیم می‌شود و در نتیجه مشخص خواهد شد که توالی هدف در هر چاهک وجود دارد یا خیر.
چاهک‌های دارای سیگنال فلورسنت، مثبت در نظر گرفته می‌شوند و امتیاز “1” دارند در حالی که چاه‌هایی که چنین سیگنالی ندارند منفی هستند و نمره “0” می‌گیرند.
سپس غلظت توالی هدف موجود در نمونه اولیه از طریق تجزیه و تحلیل آماری پواسون تعیین می‌شود.
dPCR برای تعیین تعداد کل DNA و RNA ویروس‌ها، باکتری‌ها و انگل‌های موجود در انواع نمونه‌های بالینی، عمدتاً زمانی که یک استاندارد مناسب کالیبره شده در دسترس نباشد، استفاده می‌شود.

PCR با چرخه سریع / Fast cycling PCR

Fast cycling PCR یک فناوری مبتنی بر PCR است که امکان تکثیر محصولات خاص PCR را با کاهش قابل توجهی از زمان چرخه انجام می‌دهد.
اساس این فرایند همانند PCR معمولی است و تنها تفاوت آن زمان تکثیر است.
بافر مورد استفاده در این PCR میل ترکیبی Taq DNA پلیمرازها را برای قطعات DNA تک‌رشته‌ای کوتاه افزایش می‌دهد و زمان لازم برای آنیلینگ موفقیت‌آمیز پرایمر را به تنها 5 ثانیه کاهش می‌دهد.
Fast cycling PCR برای فرایندهایی که نیاز به چرخه سریع دارند ضروری است و همچنین به تشخیص سریع بیماری‌ها و جهش‌ها کمک می‌کند.

High Fidelity PCR

High Fidelity PCR یک روش PCR اصلاح‌شده است که از یک DNA پلیمراز با میزان خطای کم استفاده می‌کند و منجر به میزان بالایی از دقت در همانندسازی DNA مورد نظر می‌شود.
چنین آنزیم‌هایی میل اتصال قابل توجهی برای نوکلئوزید تری فسفات صحیح در طول تکثیر دارند.
در صورت اتصال نادرست در سایت فعال پلیمراز، ادغام به دلیل ساختار مجموعه سایت فعال کند می‌شود.
High Fidelity PCR برای آزمایش‌هایی ضروری است که نتیجه آنها به توالی DNA صحیح بستگی دارد.مواردی مانند شبیه‌سازی، تجزیه و تحلیل SNP و کاربردهای NGS .

High-Resolution Melt (HRM) PCR

این یک تکنیک بسیار قدرتمند برای تشخیص جهش‌ها، پلی‌مورفیسم‌ها و تفاوت‌های اپی‌ژنتیکی در نمونه‌های DNA دو رشته‌ای است.
در مقایسه با سایر تکنولوژی‌های توالی‌یابی ژنی (ژنوتایپینگ) مانند توالی‌یابی و تشخیص SNP Taqman بسیار مقرون به صرفه است. در نتیجه برای پروژه‌های ژنوتایپینگ در مقیاس بزرگ، روشی ایده‌آل است.
این روش سریع و قدرتمند است؛ بنابراین قادر است تعداد زیادی از نمونه‌ها را به دقت ژنوتایپ کند.
این روش آسان است. با استفاده از روش HRM با کیفیت خوب، ژنوتایپینگ قدرتمندی را می‌توان توسط متخصصان غیرژنتیکی در هر آزمایشگاهی با دسترسی به دستگاه با قابلیت PCR HRM به سرعت انجام داد.

Hot start PCR

Hot start PCR شکل جدیدی از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز معمولی (PCR) است که به دلیل تکثیر غیراختصاصی DNA در دمای اتاق، بروز محصولات نامطلوب و تشکیل پرایمر – دایمرها را کاهش می‌دهد.
اصل اساسی در این روش، جداسازی یک یا چند معرف از مخلوط واکنش است تا زمانی که مخلوط به دمای دناتوراسیون برسد.
Hot start PCR به طور قابل توجهی اتصال غیراختصاصی، تشکیل پرایمر – دایمرها را کاهش می‌دهد و اغلب بازده محصول را افزایش می‌دهد. همچنین به تلاش کمتری نیاز دارد و خطر آلودگی را کاهش می‌دهد

In-situ PCR

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز درجا/در محل (In-situ PCR) روشی مؤثر است که مقادیر کمی از توالی‌های اسیدنوکلئیک نادر را در سلول‌ها یا بخش‌های بافتی منجمد یا جاسازی‌شده در پارافین برای تقسیم‌بندی آن توالی‌ها در سلول‌ها تشخیص می‌دهد.
این روش شامل تثبیت بافتی است که مورفولوژی سلولی را حفظ می‌کند و سپس با درمان با آنزیم‌های پروتئولیتیک دنبال می‌شود تا ورود واکنش‌های PCR به DNA هدف ارائه شود.
توالی‌های هدف توسط معرف‌ها تکثیر شده و سپس توسط پروتکل‌های ایمونوسیتوشیمی استاندارد شناسایی می‌شوند.
In-situ PCR برای تشخیص بیماری‌های عفونی، تعیین کمیت DNA و یا تشخیص حتی مقدار کمی از DNA کاربرد دارد و به طور گسترده در مطالعه ارگانوژنز و جنین‌زایی استفاده می‌شود.

Intersequence specific (ISS) PCR

InterSequence-Specific PCR یا ISSR-PCR روشی برای انگشت نگاری DNA است که از پرایمرهای انتخاب شده از بخش‌های خاص تکرار شده در سراسر ژنوم برای تولید اثر انگشت منحصر به فرد استفاده می‌کند.
این تکنیک از توالی‌های تکراری، معمولاً 16 تا 25 جفت باز، به‌عنوان پرایمر در واکنش PCR تک پرایمری استفاده می‌کند که مکان‌های ژنومی متعددی را هدف قرار می‌دهد تا به طور عمده توالی‌های بین SSR در اندازه‌های مختلف را تکثیر کند.
ISSR PCR را می‌توان در انگشت نگاری ژنومی، تنوع ژنتیکی و تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک، نقشه برداری ژنوم و برچسب گذاری ژن استفاده کرد.

PCR معکوس / Inverse PCR

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز معکوس (Inverse PCR) یکی از انواع مختلف واکنش زنجیره‌ای پلیمراز است که برای تکثیر DNA در زمانی که تنها یک توالی شناخته شده است استفاده می‌شود.
PCR معمولی به پرایمرهای مکمل برای هر دو پایانه DNA هدف نیاز دارد، اما PCR معکوس حتی اگر فقط یک توالی در دسترس باشد که پرایمرها از آن طراحی شوند، انجام می‌شود.
PCR معکوس شامل یک سری هضم محدود و به دنبال آن اتصال می‌شود که منجر به یک قطعه حلقه‌ای می‌شود که سپس می‌تواند از طریق یک بخش منفرد از توالی شناخته شده برای PCR آماده شود.
سپس، مانند سایر فرایندهای واکنش زنجیره‌ای پلیمراز، DNA توسط DNA پلیمراز حساس به دما تکثیر می‌شود.
PCR معکوس به ویژه برای تعیین مکان‌های درج ترانسپوزون ها و رتروویروس‌های مختلف در DNA میزبان مفید است.

LATE (Linear-After-The-Exponential) PCR

LATE (Linear-After-The-Exponential) PCR اصلاح شده از PCR نامتقارن است که از یک پرایمر محدود کننده با دمای ذوب بالاتر از پرایمر اضافی استفاده می‌کند که کارایی واکنش را حفظ می‌کند؛ زیرا غلظت پرایمر محدود کننده در اواسط واکنش کاهش می‌یابد.
LATE-PCR با یک فاز نمایی شروع می‌شود که در آن راندمان تکثیر مشابه با PCR معمولی است. هنگامی که پرایمر محدود کننده تخلیه شد، واکنش به طور ناگهانی به تکثیر خطی تغییر می‌کند و محصول تک‌رشته‌ای برای بسیاری از چرخه‌های حرارتی اضافی ادامه می‌یابد.

PCR اتصال با واسطه / Ligation mediated PCR

Ligation mediated PCR یک شکل اصلاح شده از PCR معمولی است که در ابتدا تنها با آگاهی از یک انتها و سپس افزودن انتهای دوم با اتصال یک پیوند دهنده DNA منحصر به فرد امکان پذیر است.
Ligation mediated PCR از قطعات کوچک DNA به نام “لینکر” (آداپتور) استفاده می‌کند که در ابتدا به قطعات DNA هدف متصل می‌شوند.
پرایمرهای PCR که برای اتصال به توالی‌های پیوند دهنده طراحی شده‌اند، سپس برای تکثیر قطعات هدف استفاده می‌شوند.
این روش برای تعیین توالی DNA، ژنوم واکینگ و ردپای DNA (DNA footprinting) به کار می‌رود.

PCR دوربرد / Long-range PCR

Long-range PCR روشی برای تکثیر طول‌های DNA طولانی‌تر است که معمولاً با استفاده از روش‌ها یا معرف‌های معمول PCR نمی‌توان آن را تکثیر کرد.
Long-range PCR را می‌توان با استفاده از پلیمرازهای با کارایی بالا اصلاح شده با اتصال DNA تکثیر شده که منجر به تکثیر بسیار پردازشی و دقیق قطعات طولانی می‌شود، به دست آورد.
این روش امکان تکثیر اهداف گسترده‌تر را در مدت زمان کوتاه‌تر و با استفاده کارآمد از منابع فراهم می‌کند.

PCR اختصاصی متیلاسیون / Methylation-specific PCR (MSP)

PCR اختصاصی متیلاسیون (MSP) روشی برای تشخیص و آنالیز الگوهای متیلاسیون DNA در جزایر CpG است.
به منظور MSP، DNA اصلاح شده و PCR با دو جفت پرایمر انجام می‌شود که به ترتیب DNA متیله و غیر متیله قابل تشخیص هستند.
DNA برای تبدیل سیتوزین به اوراسیل در معرض با بی سولفیت قرار می‌گیرد و سپس توالی‌های متیله به طور انتخابی با پرایمرهای مخصوص تکثیر می‌شوند.
تشخیص الگوهای متیله ضروری است؛ زیرا متیلاسیون بیش از حد دی نوکلئوتیدهای CpG در پروموتر بیان ژن را سرکوب می‌کند.

PCR مینی پرایمر / Miniprimer PCR

Miniprimer PCR یک روش جدید PCR با استفاده از یک پلیمراز مهندسی شده و “مینی پرایمرهای” 10 نوکلئوتیدی است.
این روش برای نشان دادن توالی‌های جدید ژن 16s rRNA که با پرایمرهای استاندارد شناسایی نمی‌شدند، یافت شد.
Miniprimer PCR از یک آنزیم پلیمراز مقاوم در برابر حرارت استفاده می‌کند که می‌تواند از پرایمرهای کوتاه (9 یا 10 نوکلئوتید) گسترش یابد.
این روش امکان هدف قرار دادن PCR به نواحی اتصال پرایمر کوچک‌تر را فراهم می‌کند و برای تکثیر توالی‌های DNA بسیار حفاظت شده، مانند ژن 16s rRNA (یا یوکاریوتی 18S)استفاده می‌شود.

PCR چندگانه / Multiplex PCR

Multiplex PCR یک تکنیک متداول بیولوژی مولکولی است که برای تکثیر چندین هدف در یک آزمایش PCR استفاده می‌شود.
در Multiplex PCR، از پرایمرهای متعدد و یک DNA پلیمراز با واسطه دما برای تکثیر DNA در یک سیکلر حرارتی استفاده می‌شود.
تمام جفت‌های پرایمرهای طراحی شده برای Multiplex PCR باید بهینه شوند تا دمای آنیلینگ یکسان برای همه جفت‌ها در طول PCR بهینه باشد.

هنگامی که چندین توالی به طور هم‌زمان مورد هدف قرار می‌گیرند، اطلاعات اضافی را می‌توان از یک آزمایش واحد تولید کرد که در غیر این صورت به مقدار بیشتری از معرف‌ها و زمان و تلاش گسترده برای انجام نیاز دارد.
این فناوری در بسیاری از زمینه‌ها مانند ژنوتایپینگ، تجزیه و تحلیل جهش و پلی‌مورفیسم، تجزیه و تحلیل STR توالی‌ها، تشخیص پاتوژن‌ها یا ارگانیسم‌های اصلاح شده ژنتیکی و غیره استفاده شده است.
در آزمایشگاه‌های تشخیصی، Multiplex PCR برای شناسایی میکروارگانیسم‌های مختلف که باعث بیماری‌های مشابه می‌شوند مفید است.

PCR به کمک نانوذرات/ Nanoparticle-Assisted PCR (nanoPCR)

یک PCR مرتبط با نانوذرات شامل مواد مولکولی کوچکی است که دارای خواص فیزیکی خاصی است که موجب تقویت انجام واکنش می‌شود.
یکی از تئوری‌های مربوط به نانوذرات طلا بیان می‌کند که این ذرات مقداری از پلیمراز را جذب می‌کنند و مقدار پلیمراز باقی‌مانده در سیستم را مدیریت می‌کنند که ممکن است برای افزایش ویژگی واکنش ضروری باشد.
نظریه دیگری توضیح می‌دهد که آنها جفت پرایمر را جذب می‌کنند و دمای ذوب را در شکل‌گیری اتصال بین پرایمرهای کاملاً جفت شده و نادرست کاهش می‌دهند که منجر به افزایش ویژگی واکنش می‌شود.
PCR مرتبط با نانوذرات دارای مزایای حساسیت بالا، ویژگی‌های به خصوص بالا و گزینش پذیری بالا است و به طور گسترده در تشخیص ویروس و تعیین توالی ژن استفاده شده است.

Nested PCR

Nested PCR یک اصلاح مفید در فناوری PCR است که در طی آن، ویژگی واکنش با جلوگیری از اتصال غیراختصاصی با کمک دو مجموعه پرایمر افزایش می‌یابد.
اولین مجموعه پرایمر به خارج از DNA هدف ما متصل می‌شود و قطعه بزرگ‌تر را تکثیر می‌کند در حالی که مجموعه دیگر پرایمر به طور خاص در محل هدف متصل می‌شود.
در دور دوم تکثیر، مجموعه دوم پرایمر تنها DNA هدف را تکثیر می‌کند.
Nested PCR روشی مفید برای مطالعات فیلوژنتیکی و تشخیص پاتوژن‌های مختلف است.
این تکنیک حساسیت بالاتری دارد. از این رو حتی اگر نمونه حاوی DNA کمتری باشد، می‌توان آن را تکثیر کرد که در روش PCR معمولی امکان پذیر نیست.

واکنش زنجیرهای پلیمراز طویل سازی همپوشان / Overlap extension PCR (OE-PCR)

به این روش “Splicing by Overlap Extension” یا SOEing نیز می‌گویند.
Overlap extension PCR یک تکنیک ارزشمند است که معمولاً برای شبیه‌سازی قطعات پیچیده بزرگ، ویرایش ژن‌های شبیه‌سازی شده یا ترکیب دو عنصر ژن با هم استفاده می‌شود.
از قطعات کوتاه‌تر، قطعات DNA بلندتر ایجاد می‌کند.
این روش برای شبیه‌سازی کارآمد ژن و درج، حذف و جایگزینی قطعات بزرگ چندگانه استفاده می‌شود.
ثابت شده است که برای جهش‌زایی مستقیم، ایجاد مولکول‌های کایمریک یا حتی شبیه‌سازی بخش‌های ژنی بزرگ با اتصال قطعات کوچک‌تر مفید واقع می‌شود.

PCR کمی / Real-Time PCR (Quantitative PCR (qPCR))

دستگاه ریل تایم pcr

PCR کمی (qPCR)، که همچنین به نام Real-Time PCR یا Quantitative Real-time PCR شناخته می‌شود، یک تکنیک مبتنی بر PCR است که تکثیر یک توالی DNA هدف را با کمی‌سازی غلظت آن گونه DNA در واکنش ممکن می‌سازد.

PCR معمولی فرآیندی زمان‌بر است که در آن محصولات PCR از طریق الکتروفورز ژل آنالیز می‌شوند.
qPCR با ارائه تشخیص زمان واقعی محصولات در مرحله نمایی، تجزیه و تحلیل را تسهیل می‌کند.
اصل Real-time PCR به استفاده از رنگ فلورسنت بستگی دارد.
غلظت اسیدنوکلئیک موجود در نمونه با استفاده از رنگ فلورسنت یا با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای نشان‌دار فلورسنت تعیین می‌شود.
q-PCR در ژنوتایپ و تعیین کمیت پاتوژن‌ها، تجزیه و تحلیل microRNA، تشخیص سرطان، آزمایش بار میکروبی و تشخیص GMOs استفاده می‌شود.

PCR مبتنی بر توالی تکراری / Repetitive sequence-based PCR

PCR مبتنی بر توالی تکراری (rep-PCR) یک فناوری PCR اصلاح شده است که از پرایمرهایی استفاده می‌کند که توالی‌های تکراری غیرکدکننده را که در سراسر ژنوم باکتری پراکنده شده‌اند، هدف قرار می‌دهد.
چنین بلوک‌هایی از توالی‌های غیرکدکننده و تکراری می‌توانند به‌عنوان اهداف ژنتیکی متعدد برای پروب‌های الیگونوکلئوتیدی عمل کنند و امکان تولید پروفایل‌های DNA یا اثر انگشت منحصربه‌فرد برای سویه‌های باکتریایی را فراهم کنند.
کاربرد اصلی rep-PCR در تشخیص سویه مولکولی باکتری‌های مختلف است. همچنین برای تشخیص اپیدمیولوژیک پاتوژن‌های مختلف استفاده می‌شود.

28. PCR ترانس کریپتاز معکوس / Reverse Transcriptase PCR (RT-PCR)

PCR ترانس کریپتاز معکوس (RT-PCR) یک اصلاح از PCR معمولی است که به موجب آن مولکول‌های RNA ابتدا به مولکول‌های DNA مکمل (cDNA) تبدیل می‌شوند و سپس می‌توانند به کمک PCR تکثیر شوند.
در RT-PCR، ابتدا الگوی RNA با استفاده از ترانس کریپتاز معکوس به DNA مکمل (cDNA) تبدیل می‌شود. سپس cDNA به عنوان یک الگو برای تکثیر سازی با استفاده از PCR عمل می‌کند.

RT-PCR را می‌توان در یک لوله یا در طی دو مرحله در لوله‌های مختلف انجام داد. روش تک‌مرحله‌ای همراه با احتمال کمتر آلودگی و ادغام مؤثرتر است.
RT-PCR در روش‌های تحقیق، درج ژن، تشخیص بیماری‌های ژنتیکی و تشخیص سرطان استفاده می‌شود.

Reverse-Transcriptase Real-Time PCR (RT-qPCR)

RT-PCR معمولاً به همراه q-PCR بوده و تشکیل دهنده تکنیک Reverse-Transcriptase Real-Time PCR (RT-qPCR) می‌باشند.
این امر امکان کمی‌سازی DNA را در زمان واقعی پس از تکثیر ممکن می‌سازد.

PCR وابسته به RNase H / RNase H-dependent PCR

در PCR وابسته به RNase H، پرایمرها حاوی یک بلوک تکثیر قابل جابه‌جایی در انتهای 3′ خود هستند.
پرایمر بلاک شده تنها می‌تواند بسته به فعالیت برش یک آنزیم RNase در طول هیبریداسیون به توالی هدف مکمل، عمل تکثیر را انجام دهد.
آنزیم RNase H دارای فعالیت آنزیمی بسیار کمی در دمای پایین است و آغازی پرحرارت را بدون هیچ تغییری در DNA پلیمراز امکان پذیر می‌کند.
به طور مشابه، راندمان برش آنزیم در نزدیکی باقی مانده RNA و در صورت عدم تطابق کاهش می‌یابد.
بنابراین، تحت فعالیت آنزیم RNase H، اتصال غیراختصاصی و تشکیل دایمر پرایمر کاهش می‌یابد و هیبریداسیون مؤثر را ممکن می‌سازد.

Single cell PCR
PCR پرایمر اختصاصی /Single Specific Primer-PCR (SSP-PCR)

این روش امکان تکثیر DNA دو رشته‌ای را حتی زمانی که اطلاعات توالی فقط در یک انتها در دسترس باشد، می‌دهد.
Single Specific Primer-PCR (SSP-PCR)، تنها اجازه تکثیر ژن‌هایی را می‌دهد که دارای بخش جزئی از اطلاعات توالی ژنتیکی هستند و باعث می‌شود تا بررسی ژنوم یک‌جهته از مناطق شناخته شده به مناطق ناشناخته کروموزوم صورت گیرد.

PCR فاز جامد / Solid Phase PCR

PCR فاز جامد (SP-PCR) یک تکنیک PCR منحصر به فرد است که اجازه می‌دهد تا اسیدهای نوکلئیک هدف بر روی یک تکیه‌گاه جامد که در آن یک یا هر دو پرایمر روی سطح بی‌حرکت هستند، تکثیر شوند.
جداسازی فضایی پرایمرها بر همکنش‌‌های نامطلوب پرایمر را به حداقل می‌رساند، در نتیجه از تشکیل پرایمر – دایمرها جلوگیری می‌کند و امکان تکثیر مالتی پلکس بالاتر را فراهم می‌کند.
ایده اصلی این روش جدید این است که به جای اینکه پرایمرها آزادانه در یک محلول حجیم پخش شوند، انتهای 5′ پرایمرها به یک سطح متصل شود.
انتشار آزادانه DNA هدف، می‌تواند روی سطح جامد انجام شده و سپس توسط پلیمراز تکثیر صورت گیرد. کپی‌های تکثیر شده به سطح متصل می‌شوند، در حالی که مولکول اولیه DNA پس از مرحله اتصال پرایمرها به محلول برمی‌گردد. انتهای آزاد مولکول کپی شده DNA با پرایمر متصل به سطح ترکیب شده سپس با توالی مولکول DNA مکمل شده و روند تکثیر می‌تواند شروع شود.

PCR خودکشی / Suicide PCR

Suicide PCR معمولاً در مطالعاتی استفاده می‌شود که در آن اجتناب از مثبت کاذب و اطمینان از اختصاصی بودن قطعه تکثیر شده بالاترین اولویت است.
این روش مستلزم استفاده از هر ترکیب پرایمر تنها یک بار در PCR است و نباید در هیچ واکنش PCR کنترل مثبت استفاده شود.
این پرایمرها همیشه باید ناحیه ژنومی را هدف قرار دهند که هرگز قبل از استفاده از این پرایمر خاص یا هر مجموعه پرایمر دیگری تکثیر نشده است.
این رویه تضمین می‌کند که هیچ DNA آلوده‌کننده‌ای از واکنش‌های قبلی PCR در آزمایشگاه وجود ندارد که در غیر این صورت می‌تواند نتایج مثبت کاذب ایجاد کند.
PCR خودکشی در مطالعات دیرینه‌شناسی که شامل بررسی مواد ژنتیکی حفظ شده از بقایای موجودات باستانی است، استفاده می‌شود.

PCR نامتقارن حرارتی / Thermal asymmetric interlaced PCR (TAIL-PCR)

TAIL PCR یک ابزار قدرتمند برای بازیابی قطعات DNA در مجاورت توالی‌های شناخته شده است.
TAIL-PCR از سه پرایمر تو در تو در واکنش‌های متوالی همراه با یک پرایمر دژنره اختیاری با دمای ذوب پایین استفاده می‌کند تا بازده تکثیر محصولات اختصاصی و غیراختصاصی را بتوان از نظر حرارتی کنترل کرد.
این روش بسیار دقیق است به‌طوری‌که محصولات TAIL-PCR خالص نشده را می‌توان مستقیماً توالی یابی کرد.
همچنین امکان کلونینگ ژن‌های عملکردی را به صورت کامل فراهم می‌کند.

Touch Down PCR

Touch Down PCR اصلاح شدة PCR است که در آن دمای آنیلینگ اولیه بالاتر از Tm بهینه پرایمرها است و به تدریج در چرخه‌های بعدی تا رسیدن به دمای Tm یا “دمای تاچ داون” کاهش می‌یابد.
Touchdown PCR ویژگی واکنش را در دماهای بالاتر افزایش می‌دهد و با کاهش دمای بازپخت راندمان را تا انتها افزایش می‌دهد.

PCR تکرار پشت سر هم تعداد متغیر / Variable Number of Tandem Repeats (VNTR) PCR

آنها مارکرهای مهمی برای تشخیص در علم پزشکی قانونی هستند.
در VNTR PCR، قطعاتی تکثیر می‌شوند که تنوع کمی را در یک گونه نشان می‌دهند، اما مشخصاً تفاوت‌هایی را بین گونه‌ها نشان می‌دهند.
در این روش می‌توان عمل تکثیر را از مقدار بسیار کمی اسید دئوکسی ریبونوکلئیک ژنومی (DNA) به کمک واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) انجام داد.
در میان ابزارهای توالی یابی ژنی (ژنوتایپینگ)، آنالیز PCR تکرار پشت سر هم تعداد متغیر (VNTR)، یک روش امیدوارکننده برای تشخیص M. tuberculosis نشان داده است.

همچنین بخوانید: