რატომ გამოიყენება მაგნიუმის ქლორიდი PCR– ში?

როდესაც დანაშაულის ადგილის გამომძიებელი ან ექიმი მიიღებს დნმ-ის ნიმუშს, ხშირად არ არის საკმარისი დნმ მისი სწორად გასაანალიზებლად. სხეულის საკუთარი დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესის სიმულაციის მიზნით, მეცნიერებმა შეიმუშავეს პროცესი სახელწოდებით PCR, რომელსაც შეუძლია იქცევა ქსეროქსის აპარატის მსგავსად და გააკეთოს ასლი დნმ-ის ნიმუშის ასლის შემდეგ. PCR რეაქციის მრავალი კომპონენტია და მაგნიუმის ქლორიდი ერთ-ერთი ყველაზე სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მაგნიუმი მოქმედებს კატალიზატორის მსგავსად PCR რეაქციაში - დნმ-ის გამრავლებისთვის საჭირო ფერმენტს მაგნიუმი სჭირდება, რომ ფუნქციონირება მოხდეს და PCR რეაქცია არ იმუშავებს ნარევში მაგნიუმის გარეშე.

პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR) შეიქმნა იმისათვის, რომ მიბაძოს ბუნების დნმ-ის გამრავლების საკუთარ გზას. დნმ არის ნუკლეოტიდების განმეორებითი თანმიმდევრობა და თითოეული ნუკლეოტიდი შეიცავს სამ ნაწილს. დნმ-ს ხერხემალი განმეორებითი შაქრისა და ფოსფატის ერთეულია და თითოეულ შაქარს აზოტოვანი ფუძე აქვს მიმაგრებული. არსებობს ოთხი აზოტოვანი ფუძე; გუანინი, ციტოზინი, ადენინი და თიმინი. დნმ შედგება ორი შაქრის ფოსფატის ძაფისგან, რომლებიც ერთმანეთის პარალელურად მიდიან და ორი აზოტოვანი ფენა ერთდება ყოველ ორ შაქარს შორის. როდესაც დნმ რეპლიკაციას ახდენს სხეულში, ფერმენტი, სახელწოდებით ჰელიკაზა, ანადგურებს კავშირებს აზოტოვან ბაზებს შორის. მეორე ფერმენტი, დნმ პოლიმერაზა ახდენს ახალ ნუკლეოტიდებს ძველის ნაცვლად. დაბოლოს, მესამე ფერმენტი, სახელწოდებით დნმ ლიგაზა, ახალ მოლეკულებს ისევ უერთდება.

რამდენიმე ცვლილება უნდა განხორციელდეს, რათა ლაბორატორიულ რეაქციაში განმეორდეს დნმ. ჰელიკაზას ნაცვლად, PCR რეაქცია უბრალოდ იყენებს სითბოს აზოტოვან ფუძეებს შორის კავშირების გასაქრობად. ადამიანის დნმ პოლიმერაზა არ არის საკმარისად სტაბილური, რომ გაუძლოს ამ ტემპერატურას. მის ნაცვლად გამოიყენება მსგავსი მოლეკულა, რომელსაც ეწოდება Taq პოლიმერაზა, ან თერმოსტაბილური პოლიმერაზა, რადგან მას შეუძლია გაუძლოს PCR- ს სითბოს მოთხოვნებს. გარდა ამისა, PCR რეაქციისთვის საჭიროა თავისუფალი ნუკლეოტიდები, ბუფერული და მაგნიუმი.

მაგნიუმის ქლორიდი არის PCR ექსპერიმენტში მაგნიუმის დამატების სასურველი მეთოდი. თერმოსტაბილური პოლიმერაზა მოითხოვს მაგნიუმის არსებობას, რეაქციის პროცესში კოფაქტორის როლში. მისი როლი მსგავსია კატალიზატორისა: მაგნიუმი რეალურად არ იხმარება რეაქციაში, მაგრამ რეაქცია ვერ გაგრძელდება მაგნიუმის არსებობის გარეშე.

რაც უფრო მეტი მაგნიუმი ემატება PCR რეაქციას, მით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს რეაქცია. ამასთან, ეს სულაც არ არის კარგი. თუ ძალიან ბევრი მაგნიუმია, დნმ პოლიმერაზა იმუშავებს ძალიან სწრაფად და ხშირად შეცდომებს უშვებს კოპირების პროცესში. ეს გამოიწვევს დნმ-ის სხვადასხვა ბოჭკოს წარმოებას, რომლებიც სულაც არ წარმოადგენს მოწოდებულ თავდაპირველ ნიმუშს.

თუ მაგნიუმი შეზღუდულია მომარაგებით რეაქციაში, ის არ წავა ისე სწრაფად, როგორც საჭიროა, საერთოდ. თქვენ შეიძლება სცადოთ აწარმოოთ 40 ციკლის PCR, მაგრამ არ მიიღოთ ასლების რაოდენობა, რაც დაგეგმილი გაქვთ. PCR– ის თითოეული ციკლი ექსპონენციალურად აორმაგებს სინჯარაში დნმ – ს რაოდენობას. ასე რომ, სანამ მცირე თანხით იწყებთ, საბოლოოდ, ამ თავდაპირველ თანხას ბევრჯერ მიიღებთ. თუ მაგნიუმი არ არის საკმარისი, დნმ პოლიმერაზის ნაწილი არ გააქტიურდება და ის არ იმუშავებს. ამასთან, სიცხემ დაანგრია დნმ, რომელიც უკვე არსებობს და მას აღარ დაუბრუნდება. ამიტომ, მთელი ექსპერიმენტის გაფუჭება შეიძლება, თუ მაგნიუმი არ არის საკმარისი.