პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR) და მისი სამეცნიერო ნათესავი, გამოხატული გენების კლონირება, ორია 1970 – იანი და 80 – იანი წლების ბიოტექნოლოგიური მიღწევები, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ძალისხმევაში დაავადების გაგება. ორივე ეს მოლეკულური ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს მეცნიერებს, მიიღონ მეტი დნმ სხვადასხვა გზით.
ისტორია
მოლეკულურმა ბიოლოგმა კარი მულისმა რევოლუცია მოახდინა გენურ მეცნიერებაში, როდესაც 1983 წლის გაზაფხულზე ჩაფიქრდა პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR), რამაც 1993 წელს მიიღო ნობელის პრემია ქიმიაში. ეს მიღწევა კლონირების კვლევის ქუსლზე მოვიდა, რომელიც 1902 წლიდან იწყება. კლონირების მხრივ მნიშვნელოვანი მიღწევები არ მომხდარა 1951 წლის ნოემბრამდე, როდესაც ფილადელფიაში მეცნიერთა ჯგუფმა ბაყაყის ემბრიონი დააგლოკა. დიდი გარღვევა მოხდა 1996 წლის 5 ივლისს, როდესაც მეცნიერებმა გაყინული სარძევე უჯრედისგან კლონირებდნენ "დოლი".
PCR და კლონირება
კლონირება უბრალოდ ქმნის ცოცხალ ორგანიზმს მეორისგან, ქმნის ორ ორგანიზმს ერთი და იგივე ზუსტი გენით. PCR საშუალებას აძლევს მეცნიერებს, დნმ-ის ნაჭრის მილიარდობით ასლი შექმნან რამდენიმე საათში. მიუხედავად იმისა, რომ PCR ახდენს გავლენას კლონირების ტექნოლოგიაზე დიდი რაოდენობით დნმ-ის წარმოებით, რომლის კლონირებაც ხდება, PCR წინაშე დგას დაბინძურების სირთულე, სადაც არასასურველი გენეტიკური მასალის მქონე ნიმუში შეიძლება გაიმეოროს და წარმოქმნას არასწორი დნმ.
როგორ მუშაობს PCR
PCR პროცესი მოიცავს დნმ-ის გახურებას მისი გაცხელებით, რაც ხსნის ორმაგი სპირალის ცალკეულ ძაფებს. ამ ძაფების გამოყოფის შემდეგ, ფერმენტი, სახელწოდებით დნმ პოლიმერაზა, კითხულობს ნუკლეინის მჟავას თანმიმდევრობას და წარმოქმნის დნმ-ს დუბლირებულ სტრიქონს. ეს პროცესი ისევ და ისევ მეორდება, თითოეული ციკლის გაორმაგება და დნმ-ის ექსპონენციალურად იზრდება, სანამ ორიგინალი დნმ მილიონობით ასლი შეიქმნება.
როგორ მუშაობს კლონირება
დნმ – ის კლონირება გულისხმობს ჯერ წყაროს და ვექტორული დნმ – ის იზოლირებას, შემდეგ კი ფერმენტების გამოყენებას ამ ორი დნმ – ის მოსაჭრაში. შემდეგ, მეცნიერები წყაროს დნმ-ს უკავშირებენ ვექტორს დნმ-ლიგაზას ფერმენტთან, რომელიც აღადგენს შენაერთს და ქმნის დნმ-ის ერთ ძაფს. შემდეგ ეს დნმ შედის მასპინძელი ორგანიზმის უჯრედში, სადაც ის იზრდება ორგანიზმთან ერთად.
პროგრამები
PCR სტანდარტულ იარაღად იქცა სასამართლო მეცნიერებაში, რადგან მას შეუძლია გაამრავლოს დნმ-ის ძალიან მცირე ნიმუშები მრავალი დანაშაულებრივი ლაბორატორიული ტესტირებისთვის. PCR ასევე სასარგებლო გახდა არქეოლოგებისათვის ცხოველების სხვადასხვა სახეობის, მათ შორის ათასობით წლის ნიმუშების ევოლუციური ბიოლოგიის შესასწავლად. კლონირების ტექნოლოგიამ შედარებით გაამარტივა დნმ – ის ფრაგმენტების გამოყოფა, რომლებიც შეიცავს გენებს, გენების ფუნქციის შესასწავლად. მეცნიერს მიაჩნია, რომ საიმედო კლონირების საშუალებით შეიძლება მეცხოველეობა უფრო პროდუქტიული გახდეს საუკეთესო ცხოველების გამეორებით და ნათესები და სამედიცინო ტესტირება უფრო ზუსტი უნდა იყოს, რათა შემოწმდეს ცხოველები, რომლებიც ყველა ერთნაირად რეაგირებენ ერთსა და იმავეზე ნარკოტიკი.
