Bilimsel

Polimeraz zincir reaksiyonu ( PCR ) nedir ?

Polimeraz zincir reaksiyonu ( PCR ) nedir ?
Polimeraz zincir reaksiyonu ( PCR ) nedir ?
64views

Polimeraz zincir reaksiyonu ( PCR ), canlı DNA’sı içerisinde yer alan ve dizisi bilinen bölgelerin (nükleotit) çoğaltılmasını sağlayan işlemlere verilen isimdir.

  • İngilizce: Polymerase chain reaction
  • Uygulanan Metot: Basit açıklamasıyla tüp içerisinde nükleotitlerin uygun şartlarda çoğaltılması anlamını taşır.
  • Nükleotit: Bir fosfat, beş karbonlu bir şeker ve bir azotlu organik bazdan oluşan bir kimyasal bileşiktir.
PCR nedir

Polimeraz zincir reaksiyonu tarihi

PCR, ilk olarak 1985 yılında ABD’de yer alan bir şirket tarafından bilim dünyasına kazandırılmıştır. Cetus şirketinde çalışan, Henry A. Erlich, Kary B. Mullis ve Randall K. Saiki tarafından bulunmuştur. Daha sonra bu buluş 1993 yılında Nobel ödülü kazanmıştır. PCR’nin bulunmasıyla, modern tıp alanındaki gelişmeler büyük ivme kazanmıştır.

Polimeraz zincir reaksiyonu yönteminin gelişmesinde en büyük katkıyı Taq Polimeraz enziminin bulunması etkilemiştir. Taq polimeraz enzimi yüksek sıcaklıklarda dahi dayanıklı kalabilen tek enzimdir. Bu enzim ilk olarak Yellowstone milli parkında bir kaplıcada yaşayan Thermus aquaticus bakterisinden izole edilme yöntemiyle elde edilmiştir.

Daha sonra polimeraz testine dayalı RAPD, AFLP, SSR ve ISSR gibi teknikleride geliştirilmiştir. Bu teknikler birçok bitki ve hayvanda genetik akrabalığın teşhisinde tür içi ve türler arasında kullanılmaya devam etmektedir.

PCR nasıl yapılır ?

PCR, moleküler kopyalama olarak da adlandırılan bir yöntemdir. Belli bir DNA parçasının kopyalarının primer adı verilen yapılar tarafından yönlendirilerek enzimatik reaksiyon sağlanarak canlı dışında, tüpte çoğaltma tekniğidir.

Tekniğin amacı, çoğaltılmak istenen bölgenin iki ucuna özgü, bu bölgedeki nükleotid dizilerini tamamlayıcı bir çift sentetik DNA parçası (primer) kullanılarak, bu iki primerle sınırlandırılan genin enzimatik olarak sentezlenmesine dayanır.

PCR yöntemi genellikle tıbbi ve biyolojik araştırma laboratuvarlarında kullanılmaktadır. Kalıtsal hastalıkların teşhis edilmesinde, genetik parmak izlerinin tanımlanmasında, bulaşıcı hastalıkların teşhis edilmesinde, genlerin klonlanmasında, babalık testinde ve DNA hesaplaması gibi değişik konularda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

PCR yapılırken üç temel basamak uygulanmaktadır.

  1. Denatürasyon: DNA’nın iki zincirinin yüksek sıcaklıkta birbirinden ayrılmasıdır. 94 – 98 santigrad derecede
  2. Primer bağlanması (annealing, hibridizasyon): Sentetik olgonükleotidlerin hedef DNA’ya bağlanmasıdır. 37 – 65 derecede
  3. Uzama (extension, polimerizasyon): Zincirin uzaması veya DNA polimerazın primerleri uzatmasıdır. 72 derecede
Polimeraz zincir reaksiyonu

PCR hangi alanlarda kullanılır ?

  • Adli tıpta
  • Genetik hastalıklarda taşıyıcının ve hastanın tanısının belirlenmesinde
  • Doğum öncesi tanı belirlenmesinde
  • Hastane ortamında patojen organizmaların saptanmasında
  • Kanserin oluşumunu belirleme ve nedenlerini araştırmada
  • Klonlamada ( kopyalama ), gen tanısı araştırmalarında
  • Gen mutasyonlarının belirlenmesinde ( DNA nükleotit dizisinde oluşan ve gelecek nesile aktarılabilen değişiklikler )
  • Büyük miktarda DNA örneklerinin oluşturulmasında
  • Moleküler DNA dizi analizinde
  • Evrimin araştırılmasında
  • Tüp bebek yöntemlerinde yapılan tek hücrede,
  • Yerleşme kanaması ( implantasyon) öncesi genetik testlerin yapılmasında
  • DNA – protein etkileşim araştırılmasında

Polimeraz zincir reaksiyonu’nun önemi

  • “PCR, İnsan Genom Projesi’nin merkezinde yer almıştır. Akıllı ilaçların moleküler hedeflerinin bulunması için genetik tanı testlerinde ve yeni nesil dizileme (next generation sequencing, NGS) teknolojilerinde kullanılmasıyla PCR, genetik bilimin önemli basamağı olarak kendini geliştirmiştir.”
  • “PCR yaygın olarak tıbbi ve biyolojik araştırma laboratuvarlarında kalıtsal hastalıkların teşhisi, genetik parmak izlerinin tanımlanması, bulaşıcı hastalıkların teşhisi, genlerin klonlanması, babalık testi ve DNA hesaplaması gibi değişik konularda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.”
  • “PCR yönteminin gelişmesinde en büyük katkıyı Taq Polimeraz enziminin bulunması yapmıştır çünkü bu enzim yüksek sıcaklıklarda dahi dayanabilen tek enzimdir. Bu enzim ilk olarak Yellowstone milli parkında bir kaplıcada yaşayan Thermus aquaticus bakterisinden izole edilmiştir. Dr. Kary B. Mullis 1980’li yıllarda yaptığı PCR çalışmaları ile 1993 yılında Kimya alanında Nobel Ödülü almıştır.”

“Biyolojik bilimler, anlayışımızı geliştirmek için sıfırdan birşeyler ortaya çıkarmak yerine, genellikle önceki keşiflerden güç almaktadır. Mendel’in kalıtımın temellerini atması DNA’nın keşfine; DNA’nın keşfinin ise, birçok hastalığın nedenlerinin anlaşılmasını sağlayan PCR gibi DNA dizileme tekniklerinin keşfine olanak sağlamıştır.”

Koronavirüs saptanmasında PCR tekniği

PCR tekniği oldukça hassas bir test yöntemidir. Genellikle testler ortalama 6 ila 8 saat arası sürmektedir. Üç saate kadar da daha hızlı ve güvenilir tanı koyabilen testler bulunmaktadır. Mevcut diğer virüs izolasyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında, gerçek zamanlı RT-PCR testi önemli ölçüde daha hızlı gerçekleşmektedir.

Ayrıca test anında uygulanan yöntem kapalı bir tüp içinde gerçekleşmesinden dolayı kontaminasyon veya hata oranı daha düşüktür. Son zamanlarda dünyanın büyük mücadele içinde olduğu koronavirüsün saptanması için uygulanan test yöntemlerinden birisidir. Koronavirüs’nün neden olduğu covid-19 hastalığının saptanmasında uygulanan polimeraz zincir reaksiyonu testlerinde, burun ve boğazdan sürüntü yöntemiyle örnek alınmaktadır.

DİĞER YAZILARIMIZ

Yorumlar

Yorum yapabilirsiniz