Kui kuriteopaiga uurija või arst saab DNA proovi, pole selle nõuetekohaseks analüüsimiseks sageli piisavalt DNA-d. Keha enda DNA replikatsiooniprotsessi simuleerimiseks töötasid teadlased välja protsessi nimega PCR, mis võib toimida nagu Xeroxi masin ja teha koopia pärast DNA proovist koopiat. PCR-reaktsioonis on palju komponente ja magneesiumkloriid on üks kõige olulisemaid.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Magneesium toimib PCR-reaktsioonis nagu katalüsaator - DNA paljundamiseks vajalik ensüüm vajab toimimiseks magneesiumi ja PCR-reaktsioon ei toimi ilma segus sisalduva magneesiumita.
Keha matkimine
Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) töötati välja selleks, et jäljendada looduse enda viisi DNA replikatsiooniks. DNA on korduv nukleotiidide järjestus ja iga nukleotiid sisaldab kolme osa. DNA selgroog on korduv suhkru- ja fosfaatühik ning igal suhkrul on kinnitatud lämmastikuga alus. Seal on neli lämmastikuga alust; guaniin, tsütosiin, adeniin ja tümiin. DNA koosneb kahest suhkrufosfaadi ahelast, mis kulgevad üksteisega paralleelselt, kahe suhkru vahel ühenduvad kaks lämmastikuga alust. Kui DNA replitseerub kehas, lõhub ensüüm, mida nimetatakse helikaasiks, lämmastikualuste vahelised sidemed lahti. Teine ensüüm, DNA polümeraas, kinnitab vanade asemele uued nukleotiidid. Lõpuks ühendab kolmas molekul ensüüm nimega DNA ligaas uued molekulid uuesti.
PCR-reaktsiooni komponendid
DNA kopeerimiseks laboratoorses reaktsioonis tuleb teha mõned muudatused. Helikaasi asemel kasutab PCR-reaktsioon lämmastikaluseliste sidemete purustamiseks lihtsalt soojust. Inimese DNA polümeraas pole nende temperatuuride talumiseks piisavalt stabiilne. Selle asemel kasutatakse sarnast molekuli, mida nimetatakse Taq-polümeraasiks või termostabiilseks polümeraasiks, kuna see talub PCR-i soojuse vajadust. Lisaks vajab PCR-reaktsioon vabu nukleotiide, puhvrit ja magneesiumi.
Magneesiumkloriidi roll
Magneesiumkloriid on eelistatud meetod magneesiumi lisamiseks PCR-katsele. Termostabiilne polümeraas nõuab reaktsiooni käigus kofaktorina toimimiseks magneesiumi olemasolu. Selle roll on sarnane katalüsaatoriga: magneesiumi reaktsioonis tegelikult ei tarbita, kuid reaktsioon ei saa kulgeda ilma magneesiumi olemasoluta.
Rohke magneesiumi mõju
Mida rohkem magneesiumi lisatakse PCR-reaktsioonile, seda kiiremini reaktsioon kulgeb. See pole aga tingimata hea. Kui magneesiumi on liiga palju, töötab DNA polümeraas liiga kiiresti ja teeb kopeerimisprotsessis sageli vigu. See toob kaasa paljude erinevate DNA ahelate tootmise, mis ei pruugi esindada pakutavat algset proovi.
Vähese magneesiumi mõju
Kui reaktsioonis on magneesiumi piiratud kogus, ei lähe see üldse nii kiiresti kui peaks. Võite proovida käivitada 40-tsüklilist PCR-i, kuid ei saa kavandatud koopiate hulka. Iga PCR-tsükkel kahekordistab DNA kogust katseklaasis eksponentsiaalselt. Nii et kui alustate väikese kogusega, jõuate lõpuks selle algsummani mitu korda. Kui magneesiumi pole piisavalt, ei aktiveerita osa DNA polümeraasi ja see ei toimi. Kuumus on aga juba olemasoleva DNA lahti võtnud ja sellega uuesti ei liitu. Seetõttu võib kogu katse rikkuda, kui magneesiumi pole piisavalt.
