Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)

تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)

1983
  • Kary Mullis
Thermal cycler amplifying DNA in a molecular biology laboratory setting.

(صورة توضيحية فقط)

تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) هو تقنية مخبرية تُستخدم لتضخيم جزء محدد من الحمض النووي، مما ينتج عنه ملايين إلى مليارات النسخ من عينة أولية صغيرة. طريقة يعتمد على التدوير الحراري، الذي يتكون من دورات متكررة من التسخين والتبريد لإذابة الحمض النووي، وتلدين البادئات، والتضاعف الأنزيمي للحمض النووي باستخدام بوليميراز الحمض النووي المقاوم للحرارة، مما يؤدي إلى تضخيم أسي.

The Polymerase Chain Reaction (PCR) is a revolutionary in vitro method for exponentially amplifying a specific target DNA sequence. Its power lies in its ability to generate billions of copies from a minute starting quantity of DNA, making it possible to analyze DNA from samples as small as a single cell. The process is driven by a series of temperature changes, or thermal cycles, managed by a machine called a thermal cycler. Each cycle consists of three core steps. First, Denaturation: the reaction mixture is heated to 94–98 °C for a short period, causing the double-stranded DNA template to separate into single strands. Second, Annealing: the temperature is lowered to 50–65 °C, allowing short, single-stranded DNA primers to bind (anneal) to their complementary sequences on the now single-stranded template DNA. These primers flank the target region to be amplified. Third, Extension: the temperature is raised to 72 °C, the optimal temperature for the key enzyme, a thermostable DNA polymerase, to work. The most commonly used is Taq polymerase, isolated from the thermophilic bacterium *Thermus aquaticus*. The polymerase binds to the primer-template complex and begins synthesizing a new complementary DNA strand, extending from the primer. This three-step cycle is repeated 20-40 times. With each cycle, the number of copies of the target DNA sequence doubles, leading to an exponential amplification, mathematically described as [latex]2^n[/latex], where n is the number of cycles. The result is a solution containing a vast quantity of the specific DNA fragment, which can then be easily visualized by gel electrophoresis or used in subsequent molecular biology تطبيقات مثل التسلسل أو الاستنساخ.

UNESCO Nomenclature: 2406
– Molecular Biology

يكتب

Chemical Process

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • اكتشاف بنية الحمض النووي
  • فهم مبادئ تكرار الحمض النووي
  • عزل إنزيمات بوليميراز الحمض النووي
  • اكتشاف الكائنات الحية الثابتة حرارياً وأنزيماتها (على سبيل المثال، بوليميراز Taq)
  • تطوير تخليق الأوليجونوكليوتيدات للبادئات

التطبيقات

  • بصمة الحمض النووي للطب الشرعي
  • التشخيص الطبي للأمراض المعدية (مثل كوفيد-19)
  • الاختبارات الجينية للأمراض الوراثية
  • استنساخ الجينات
  • تسلسل الجينومات
  • التحليل التطوري

براءات الاختراع:

  • US4683195
  • US4683202
  • US4965188

أفكار ابتكارية محتملة

  • أجهزة تفاعل البوليميراز المتسلسل المحمولة في الوقت الفعلي لتشخيص الأمراض في نقطة الرعاية
  • تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي (dPCR) للقياس الكمي المطلق للأحماض النووية
  • تفاعل البوليميراز المتسلسل المتعدد للكشف المتزامن عن مسببات الأمراض المتعددة
  • تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR) لتحليل الحمض النووي الريبي ودراسات التعبير الجيني
  • تفاعل البوليميراز المتسلسل الموضعي لتحديد موقع الحمض النووي/الحمض النووي الريبوزي داخل الخلايا أو الأنسجة
  • إنزيمات تفاعل البوليميراز المتسلسل عالية الدقة لتقليل أخطاء التضخيم في التسلسل
  • بروتوكولات تفاعل البوليميراز المتسلسل السريعة التي تكمل التضخيم في دقائق
  • integration of PCR with microfluidic ‘lab-on-a-chip’ systems
  • using PCR for environmental DNA (eDNA) monitoring of التنوع البيولوجي
  • اختبارات تعتمد على تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) للتحقق من صحة الأغذية والكشف عن الكائنات المعدلة وراثيًا
ذات صلة بـ: تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، تضخيم الحمض النووي، كاري موليس، بوليميراز تاك، التدوير الحراري، الطب الشرعي، التشخيص، الاستنساخ الجزيئي، الاختبارات الجينية.

السياق التاريخي

تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)

1973
1975
1979
1983
1988
1990
1990
1970
1975
1977
1983
1987
1990
1990
1990

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.