Kad nozieguma vietas izmeklētājs vai ārsts iegūst DNS paraugu, bieži vien nav pietiekami daudz DNS, lai to pienācīgi analizētu. Lai simulētu paša ķermeņa DNS replikācijas procesu, zinātnieki izstrādāja procesu, ko sauc par PCR, kas var darboties kā Xerox mašīna un pēc DNS parauga kopijas izgatavot kopijas. Ir daudz PĶR reakcijas sastāvdaļu, un magnija hlorīds ir viens no vissvarīgākajiem.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Magnijs darbojas kā katalizators PĶR reakcijā - fermentam, kas nepieciešams DNS pavairošanai, funkcionēšanai ir nepieciešams magnijs, un PĶR reakcija nedarbosies bez maisījumā esošā magnija.
Ķermeņa atdarināšana
Polimerāzes ķēdes reakcija (PCR) tika izstrādāta, lai atdarinātu dabas pašu DNS replikācijas veidu. DNS ir atkārtota nukleotīdu secība, un katrā nukleotīdā ir trīs daļas. DNS mugurkauls ir atkārtota cukura un fosfāta vienība, un katram cukuram ir pievienota slāpekļa bāze. Ir četras slāpekļa bāzes; guanīns, citozīns, adenīns un timīns. DNS sastāv no diviem cukura fosfāta pavedieniem, kas atrodas paralēli viens otram, un starp diviem cukuriem savienojas divas slāpekļa bāzes. Kad DNS atkārtojas organismā, ferments, ko sauc par helikāzi, izjauc saites starp slāpekļa bāzēm. Otrais ferments - DNS polimerāze - veco vietā pievieno jaunus nukleotīdus. Visbeidzot, trešais enzīms, ko sauc par DNS ligāzi, atkal savieno jaunās molekulas.
PCR reakcijas komponenti
Lai replicētu DNS laboratorijas reakcijā, jāveic dažas izmaiņas. Helikāzes vietā PCR reakcijā vienkārši tiek izmantots siltums, lai pārtrauktu saites starp slāpekļa bāzēm. Cilvēka DNS polimerāze nav pietiekami stabila, lai izturētu šīs temperatūras. Tā vietā tiek izmantota līdzīga molekula ar nosaukumu Taq polimerāze jeb termostabila polimerāze, jo tā var izturēt PCR siltuma prasības. Turklāt PCR reakcijai nepieciešami brīvi nukleotīdi, buferis un magnijs.
Magnija hlorīda loma
Magnija hlorīds ir vēlamā metode, lai pievienotu magniju PĶR eksperimentam. Termostabilai polimerāzei ir nepieciešams magnija klātbūtne, lai reakcijas procesā tas darbotos kā kofaktors. Tā loma ir līdzīga katalizatora lomai: reakcijā faktiski netiek patērēts magnijs, bet reakcija nevar turpināties bez magnija klātbūtnes.
Pārpilna magnija ietekme
Jo vairāk magnija pievieno PCR reakcijai, jo ātrāk reakcija turpināsies. Tomēr tas ne vienmēr ir laba lieta. Ja ir pārāk daudz magnija, DNS polimerāze darbosies pārāk ātri un bieži vien kļūdīsies kopēšanas procesā. Tas novedīs pie tā, ka tiks ražoti daudzi dažādi DNS pavedieni, kas ne vienmēr atbilst sākotnējam iesniegtajam paraugam.
Retā magnija ietekme
Ja reakcijas laikā magnija daudzums ir ierobežots, tas vispār nenotiks tik ātri, kā vajadzētu. Jūs varat mēģināt palaist 40 ciklu PCR, bet nesaņemt paredzēto kopiju daudzumu. Katrs PCR cikls eksponenciāli dubulto DNS daudzumu mēģenē. Tātad, kamēr jūs sākat ar nelielu summu, galu galā jūs daudzkārt pārsniedzat sākotnējo summu. Ja magnija ir par maz, daļa DNS polimerāzes netiks aktivizēta un tā nedarbosies. Tomēr siltums būs sadalījis jau esošo DNS, un tas netiks atkal pievienots. Tādēļ visu eksperimentu var sabojāt, ja tajā nav pietiekami daudz magnija.