ژنتیک مولکولی, ویدیو های آموزشی
PCR چیست؟ آموزش تکنیک PCR
فهرست مطالب
نمایش
مقدمه‌ای بر PCR (واکنش زنجیره‌ای پلیمراز)
PCR تکنیکی است که در آزمایشگاه برای ساخت میلیونها نسخه از یک بخش خاص از DNA استفاده میشود و اولین بار در دهه 1980 توسعه یافت.
PCR چیست؟
- واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) در ابتدا در سال 1983 توسط بیوشیمیدان آمریکایی Kary Mullis توسعه یافت. او در سال 1993 جایزه نوبل شیمی را به خاطر کارهای پیشگامانه خود دریافت کرد.
- PCR در زیست شناسی مولکولی برای تکثیر (امپلیفای) بخشهای کوچک DNA یا یک ژن استفاده می شود.
- با استفاده از PCR میتوان هزاران تا میلیونها نسخه از یک بخش خاص از DNA را از مقدار بسیار کمی DNA تولید کرد.
- PCR یک ابزار رایج مورد استفاده در آزمایشگاههای تحقیقاتی پزشکی و بیولوژیکی است. در مراحل اولیه پردازش DNA برای تعیین توالی، برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک ژن برای کمک به شناسایی عوامل بیماری زا هنگام آلوده سازی و هنگام تولید پروفایلهای DNA پزشکی قانونی از نمونه‌های کوچک دی ان ای استفاده میشود.
PCR چگونه کار میکند؟
- اصول پشت هر PCR، صرف نظر از نمونه DNA، یکسان است.
- پنج “مواد تشکیل دهنده” اصلی برای راه اندازی PCR مورد نیاز است. در ادامه توضیح خواهیم داد که هر یک از اینها دقیقاً چه کاری انجام میدهند.این مواد عبارتند از:
- DNA الگو که باید تکثیر شود
- پرایمرها، بخشهای کوتاهی از DNA که واکنش PCR را آغاز میکنند، برای اتصال به هر دو طرف بخشی از DNA که می خواهید کپی کنید قابل طراحی هستند.
- بازهای نوکلئوتیدی DNA (همچنین به عنوان dNTP شناخته می شود). بازهای DNA (A، C، G و T) بلوکهای سازنده DNA هستند و برای ساخت رشته جدید DNA مورد نیاز هستند.
- آنزیم Taq polymerase برای افزودن به بازهای جدید DNA
- بافر برای اطمینان از شرایط مناسب واکنش.
- PCR شامل فرآیند گرمایش و سرمایش به نام چرخه حرارتی است که توسط دستگاه انجام میشود.
سه مرحله اصلی وجود دارد:
- دناتوره شدن یا واسرشت سازی – زمانی که DNA الگوی دو رشته‌ای گرم میشود تا آن را تبدیل به دو تک رشته کند.
- Annealing (اتصال)- زمانی که دما کاهش می‌یابد تا پرایمرهای DNA به DNA الگو متصل شوند.
- Extending (گسترش) – هنگامی که دما افزایش می‌یابد و رشته جدید DNA توسط آنزیم Taq polymerase ساخته میشود.
- این سه مرحله 20-40 بار تکرار میشود و هر بار تعداد کپی‌های DNA دو برابر میشود.
- یک واکنش کامل PCR را میتوان در چند ساعت یا حتی کمتر از یک ساعت با دستگاههای خاص با سرعت بالا انجام داد.
- پس از تکمیل PCR میتوان از روشی به نام الکتروفورز برای بررسی کمیت و اندازه قطعات DNA تولید شده استفاده کرد.
در هر مرحله از PCR چه اتفاقی می‌افتد؟
مرحله دناتوره کردن
- در این مرحله DNA الگو و سایر اجزای اصلی تا دمای 94-95 درجه سانتیگراد حرارت داده میشود.
- دمای بالا باعث شکستن پیوندهای هیدروژنی بین بازها در دو رشته DNA و در نتیجه دو رشته از هم جدا میشوند.
- این منجر به ایجاد دو تک رشته از DNA میشود که به عنوان الگوهایی برای تولید رشته‌های جدید DNA عمل میکند.
- حفظ درجه حرارت در این مرحله به اندازه کافی برای اطمینان از جدا شدن کامل رشته‌های DNA مهم است.
- معمولا بین 15-30 ثانیه طول میکشد.
مرحله اتصال Annealing
- در این مرحله واکنش تا دمای 50-65 درجه سانتیگراد سرد می شود تا پرایمرها بتوانند از طریق پیوند هیدروژنی به یک مکان خاص روی DNA الگوی تک رشته‌ای متصل شوند (دمای دقیق بستگی به دمای ذوب پرایمرهایی دارد که استفاده می کنید).
- پرایمرها تک رشته‌ای از DNA یا RNA هستند که طولشان حدود 20 تا 30 باز است.
- پرایمرها طوری طراحی شده‌اند که مکمل بخشهای کوتاه DNA تکثیری باشند.
پرایمرها به عنوان نقطه شروع سنتز DNA هستند. آنزیم پلیمراز فقط می تواند بازهای DNA را به تک رشته DNA اضافه کند. تنها زمانی که پرایمر متصل شد، آنزیم پلیمراز می تواند متصل شود و شروع به ساخت رشته مکمل جدید DNA با استفاده از بازهای DNA کند.
- دو رشته جدا شده از DNA مکمل یکدیگر هستند و در جهت مخالف هم قرار دارند (3ˋبه5ˋ و دیگری 5ˋبه3ˋ). در نتیجه، دو پرایمر وجود دارد – یک پرایمر فروارد (forward) و یک پرایمر ریورس (معکوس یا Reverse).
- این مرحله معمولاً حدود 10-30 ثانیه طول میکشد.
مرحله گسترش Extending
- در این مرحله نهایی، گرما به 72 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد تا DNA جدید توسط آنزیم Taq DNA پلیمراز ویژه ساخته شود که بازهای DNA را اضافه میکند.
- Taq DNA polymerase آنزیمی است که از باکتری‌های گرمادوست آبی گرفته شده است.
این باکتری به طور معمول در چشمه های آب گرم زندگی میکند، بنابراین می تواند دمای بالای 80 درجه سانتیگراد را تحمل کند.
دی ان ای پلیمراز باکتری در دماهای بالا بسیار پایدار است، به این معنی که می تواند دماهای لازم برای شکستن رشته‌های DNA را در مرحله دناتوره شدن PCR تحمل کند.
دی ان ای پلیمراز بسیاری از موجودات دیگر قادر به مقاومت در برابر این دماهای بالا نخواهند بود، به عنوان مثال، پلیمراز انسانی در دمای 37 درجه سانتیگراد (دمای بدن) ایده آل عمل میکند.
- 72 درجه سانتیگراد دمای بهینه برای Taq polymerase برای ساخت رشته مکمل است. به پرایمر متصل میشود و سپس پایه‌های DNA را یک به یک در جهت 5 به 3 به تک رشته اضافه میکند.
- نتیجه یک رشته کاملاً جدید از DNA و یک مولکول دو رشته‌ای DNA است.
- مدت این مرحله بستگی به طول توالی DNA در حال تکثیر دارد، اما معمولاً حدود یک دقیقه طول میکشد تا 1000 باز ازDNA (1Kb) کپی شود.
- این سه فرآیند چرخه حرارتی 20-40 بار تکرار میشوند تا تعداد زیادی کپی از توالی DNA مورد نظر تولید شود.
- قطعات جدید DNA که در طی PCR ساخته میشوند به عنوان الگوهایی نیز عمل می کنند که آنزیم DNA پلیمراز میتواند به آنها متصل شود و شروع به ساخت DNA کند.
- نتیجه تعداد زیادی کپی از بخش DNA خاص است که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی تولید میشود.
همچنین از صفحات زیر دیدن فرمایید:
مترجم: معصومه قریبی ششده
آیا دوره ی pcr برگزار میکنید؟هزینه ش چقدره؟
بله شما میتوانید دوره ژنتیک مولکولی را شرکت کنید. در منو قسمت دوره های آموزشی ژنتیک مولکولی را انتخاب کنید و جزییات را مشاهده کنید
سلام دوره اموزش پی سی ار بصورت کارگاهی چگونه است
بصورت عملی از صبح تا عصر برگزار میشود
در قسمت منو دوره های آموزشی میتواتنید کارگاه ها را مشاهده نمایید
سلام
شما کلاس pcrبرگزار میکنید
سلام بله جهت راهنمایی بیشتر با ما تماس بگیرید.
کارشناسی رشته زیست شناسی سلولی مولکولی هستم و می خوام ,پی سی ار و ریل تایم پی سی ار و بقیه روش ها و تکنیک ها رو اموزش ببینم به صورت حضوری و عملی در ازمایشگاه برای بهتر شدن رزومم و اماده شدن برای کار در ازمایشگاهای تحقیقاتی و پژوهشی شما دوره ای دارید
سلام بله ازمایشگاه ژنیران 18 دوره کاراموزی داره که به جز چندتا که انلاین هستند باقی به صورت عملی و تئوری و همنین نیمه خصوصی برگزار میشه. شما میتونید دوره های کاراموزی های ژنتیک موکولی و ژنتیک مهندسی را برای تقویت رزومه ژنتیک تون شرکت کنید و اگر مایل هستید میتونید جهت مشاوره کاملتر و رایگان با ازمایشگاه تماس گرفته و با اقای سلطانی حلوایی صحبت کنید.
دوره موفقی رو با اساتید پیش سر گذاشتیم من که برا بورسه میخونم و واقعا این دوره رو قبول داشتم و از آزمایشگاه و برگزاری دوره راضی بودم
مطالبی که در اینجا هست آیا در طول دوره بیان میشه؟
من خیلی دنبال مرکزی برای شرکت در دوره pcr بودم و تازه شما رو کشف کردم و خوشحالم که آخر موفق شدم
سلام برای لیسانس میکروبیولوژی آموزش پی سی آر دارید؟
سلام ببخشید من پزشک هستم و میخواستم ببینم شما دوره اموزشی داری برای انجام PCR و‌یا آزمایشهای مشابه؟