Bir olay yeri araştırmacısı veya bir doktor bir DNA örneği aldığında, genellikle onu uygun şekilde analiz etmek için yeterli DNA yoktur. Vücudun kendi DNA replikasyon sürecini simüle etmek için bilim adamları, bir Xerox makinesi gibi davranabilen ve bir DNA örneğinin kopyalarını kopyalayabilen PCR adlı bir süreç geliştirdiler. Bir PCR reaksiyonunun birçok bileşeni vardır ve magnezyum klorür en hayati olanlardan biridir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Magnezyum, PCR reaksiyonunda bir katalizör gibi davranır - DNA'yı kopyalamak için gereken enzimin çalışması için magnezyum gerekir ve PCR reaksiyonu, karışımda magnezyum olmadan çalışmaz.
Bedeni Taklit Etmek
Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), doğanın kendi DNA kopyalama yöntemini taklit etmek için geliştirildi. DNA, tekrar eden bir nükleotid dizisidir ve her nükleotit üç parça içerir. DNA'nın omurgası, tekrar eden bir şeker ve fosfat birimidir ve her şekerin kendisine bağlı bir azotlu baz vardır. Dört azotlu baz vardır; guanin, sitozin, adenin ve timin. DNA, her iki şeker arasında birleşen iki azotlu baz ile birbirine paralel uzanan iki şeker fosfat zincirinden oluşur. DNA vücutta eşlendiğinde, helikaz adı verilen bir enzim azotlu bazlar arasındaki bağları parçalar. İkinci bir enzim olan DNA polimeraz, eskilerin yerine yeni nükleotidleri bağlar. Son olarak, DNA ligaz adı verilen üçüncü bir enzim, yeni molekülleri tekrar bir araya getirir.
PCR Reaksiyon Bileşenleri
Bir laboratuvar reaksiyonunda DNA'yı kopyalamak için birkaç değişiklik yapılması gerekir. Helikaz yerine, bir PCR reaksiyonu, azotlu bazlar arasındaki bağları kırmak için basitçe ısı kullanır. İnsan DNA polimerazı bu sıcaklıklara dayanacak kadar kararlı değildir. Bunun yerine Taq polimeraz veya termostabil polimeraz adı verilen benzer bir molekül kullanılır, çünkü PCR'nin ısı gereksinimlerine dayanabilir. Ek olarak, bir PCR reaksiyonu, serbest nükleotidler, bir tampon ve magnezyum gerektirir.
Magnezyum Klorürün Rolü
Magnezyum klorür, bir PCR deneyine magnezyum eklemenin tercih edilen yöntemidir. Termostabil polimeraz, reaksiyon işlemi sırasında bir kofaktör olarak hareket etmek için magnezyum varlığını gerektirir. Rolü, bir katalizörünkine benzer: Magnezyum, reaksiyonda fiilen tüketilmez, ancak reaksiyon, magnezyumun mevcudiyeti olmadan devam edemez.
Bol Magnezyumun Etkileri
Bir PCR reaksiyonuna ne kadar fazla magnezyum eklenirse, reaksiyon o kadar hızlı ilerleyecektir. Ancak, bu mutlaka iyi bir şey değildir. Çok fazla magnezyum varsa, DNA polimeraz çok hızlı çalışacak ve kopyalama işleminde sıklıkla hatalar yapacaktır. Bu, sağlanan orijinal örneği temsil etmeyen birçok farklı DNA dizisinin üretilmesine yol açacaktır.
Kıt Magnezyumun Etkileri
Magnezyum bir reaksiyonda sınırlı miktarda bulunursa, olması gerektiği kadar hızlı gitmeyecektir. 40 döngülük bir PCR çalıştırmayı deneyebilir, ancak istediğiniz kopya miktarını alamayabilirsiniz. Her PCR döngüsü, test tüpündeki DNA miktarını katlanarak ikiye katlar. Yani küçük bir miktarla başlarken, sonunda başlangıçtaki miktarın birçok katıyla sonuçlanırsınız. Yeterli magnezyum yoksa DNA polimerazın bir kısmı aktive olmayacak ve çalışmayacaktır. Ancak, ısı zaten mevcut olan DNA'yı parçalamış olacak ve tekrar birleşemeyecektir. Bu nedenle, yeterli magnezyum yoksa tüm deney mahvolabilir.