ПЦР — запрыгивай в поезд ДНК-полимеразы, чтобы скопировать ДНК!

ПЦР (полимеразная цепная реакция) — это способ амплификации (создания множества копий) определенных участков ДНК из более крупных участков ДНК. Вы указываете область, которую хотите скопировать, используя праймеры — короткие фрагменты ДНК, которые связываются с тем местом, где вы хотите, чтобы копирующая молекула (ДНК-полимераза) начала и закончила процесс. Это как если бы исходная, более крупная, ДНК-матрица была трансконтинентальной железной дорогой, и вы хотите скопировать только участок от Юты до Колорадо — праймеры действуют как «станции», между которыми движется «поезд» ДНК-полимеразы, прокладывая «рельсы» (нуклеотиды ДНК) перед собой в соответствии с последовательностью другой нити. Чтобы расширить эту аналогию... мне нравится представлять нуклеотиды как железнодорожные пути, а ДНК-полимеразу — как поезд. Этот поезд может двигаться только по двухцепочечным рельсам, поэтому он должен прокладывать рельсы перед собой по мере движения (и он знает, какие рельсы прокладывать, «совпадая» с другой стороной рельсов (например, если следующий рельс напротив него (на другой цепи) — это Т, прокладывайте А)). В ПЦР мы используем короткие фрагменты ДНК (олигонуклеотиды, или «олиго»), которые мы разрабатываем таким образом, чтобы «обозначать» интересующий нас регион (AMPLICON) и стартовые станции для поезда — поскольку ДНК-полимеразе для начала необходима двухцепочечная структура, она начнет работу только там, где вы сделаете ее двухцепочечной (но короче другой цепи, чтобы оставалось место для копирования). В основном, вам нужно что-то вроде этого: ——====—- чтобы сделать это ——======== Вам нужен один праймер на каждую цепь — один, начинающийся с вашей «стартовой» точки, и один, начинающийся с вашей «стоповой» точки (см. рисунки). И имейте в виду, что ДНК является «направленной» — ее концы (которые мы (5' и 3') — это разные вещи. ДНК-полимераза может копировать ДНК только в одном направлении, от 5' к 3', всегда нужно помнить, в каком направлении «пролегают рельсы». ПЦР проводится в циклах: 1️⃣ ПЛАВЛЕНИЕ (нагревание двухцепочечной ДНК для расщепления нитей), 2️⃣ ОТЖИГ (небольшое охлаждение для связывания праймеров) и 3️⃣ РАСШИРЕНИЕ (начиная с места, где заканчиваются праймеры, добавление нуклеотидов, комплементарных матричной нити, до конца матричной нити). После первого цикла (где полимераза работает до тех пор, пока не иссякнет энергия или время), этот конец определяется праймером другой нити, потому что ДНК может только *копировать*, но не «составлять», поэтому она будет отклоняться от пути, соответствующего положению, с которого началось копирование нити в первом раунде. (проще объяснить на картинках) Вы делаете это снова и снова 🔁 (около 30 раз) раз), чтобы получить много копий (каждый раз вы получаете в 2 раза больше копий, потому что каждая новая нить становится еще одной шаблонной нитью). Более подробная информация и технические советы в этом посте: http://bit.ly/pcrtrain