Obsah
- Napodobování těla
- Složky PCR reakce
- Úloha chloridu hořečnatého
- Účinky hojného hořčíku
- Účinky vzácného hořčíku
Když vyšetřovatel nebo lékař na místě činu získá vzorek DNA, často není k dispozici dostatek materiálu pro správnou analýzu. Aby vědci simulovali podmínky procesu replikace DNA v těle, vyvinuli proces zvaný PCR, který funguje jako xeroxový stroj a vytváří kopie vzorku DNA. V PCR reakci je mnoho složek a chlorid hořečnatý je jednou z nejdůležitějších.
Napodobování těla
Polymerázová řetězová reakce (PCR) byla vyvinuta tak, aby napodobovala přirozený způsob replikace DNA. Toto je sekvence nukleotidů a každý nukleotid má tři části. Kostra molekuly DNA je opakovanou jednotkou cukru a fosfátu a každý cukr je spojen s dusíkatou bází. Existují čtyři báze: guanin, cytosin, adenin a thymin. DNA je tvořena dvěma fosfátovými řetězci cukru paralelně se dvěma dusíkatými bázemi spojujícími se mezi dvěma cukry. Když se DNA replikuje v těle, enzym zvaný helikáza rozbíjí vazby mezi dusíkatými bázemi. Druhý enzym, DNA polymeráza, váže nové nukleotidy místo těch starých. Nakonec se k novým molekulám připojuje třetí enzym, nazývaný ligáza.
Složky PCR reakce
K replikaci DNA v laboratorní reakci je třeba provést několik změn. Místo helikázy používá reakce PCR jednoduše teplo k rozbití vazeb mezi dusíkatými bázemi. Lidská DNA polymeráza není dostatečně stabilní, aby odolala této teplotě. Podobná molekula zvaná Taq polymeráza nebo termostabilní polymeráza se používá místo člověka, protože může překročit teplotu použitou v PCR. Kromě toho vyžaduje reakce PCR volné nukleotidy, pufr a hořčík.
Úloha chloridu hořečnatého
Chlorid hořečnatý je preferovanou metodou pro přidání hořčíku do experimentu PCR. Termostabilní polymeráza vyžaduje přítomnost hořčíku, aby působil jako kofaktor během reakčního procesu. Jeho role je podobná roli katalyzátoru, ve kterém hořčík není přesně spotřebován v reakci, ale nemůže bez něj pokračovat.
Účinky hojného hořčíku
Čím více hořčíku se přidá do PCR reakce, tím rychleji postupuje. Není to však nutně dobrá věc. Pokud je přítomno příliš mnoho hořčíku, DNA polymeráza bude fungovat velmi rychle a často udělá v procesu kopírování mnoho chyb. To povede k produkci mnoha různých řetězců DNA, které nemusí nutně představovat původní vzorek, který byl podán.
Účinky vzácného hořčíku
Pokud je hořčík v reakci na omezené úrovni, nestane se tak rychle, jak by měl, pokud funguje. Můžete zkusit provést 40 cyklů PCR, ale nezískáte požadovaný počet kopií. Každý cyklus PCR exponenciálně zdvojnásobuje množství DNA ve zkumavce. Takže i když začnete s malým vzorkem, skončíte s mnohem větším vzorkem. Pokud není dostatek hořčíku, část DNA polymerázy nebude aktivována a nebude fungovat. Teplo však oddělí DNA, která je ve vzorku, a nebude znovu získáno. Proto může být experiment jako celek zničen, pokud není dostatek hořčíku.