Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de laboratorio utilizada para amplificar un segmento específico de ADN, generando millones o miles de millones de copias a partir de una pequeña muestra inicial. método Se basa en el ciclo térmico, que consiste en ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento para la fusión del ADN, el apareamiento de los cebadores y la replicación enzimática del ADN mediante una ADN polimerasa termoestable, lo que da como resultado una amplificación exponencial.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un revolucionario método in vitro para amplificar exponencialmente una secuencia diana específica de ADN. Su potencia radica en su capacidad para generar miles de millones de copias a partir de una cantidad inicial ínfima de ADN, lo que permite analizar el ADN de muestras tan pequeñas como una sola célula. El proceso se lleva a cabo mediante una serie de cambios de temperatura, o ciclos térmicos, gestionados por una máquina denominada termociclador. Cada ciclo consta de tres pasos fundamentales. Primero, desnaturalización: la mezcla de reacción se calienta a 94-98 °C durante un breve periodo de tiempo, lo que provoca que la plantilla de ADN de doble cadena se separe en cadenas simples. Segundo, recocido: la temperatura se reduce a 50-65 °C, lo que permite que los cebadores cortos de ADN monocatenario se unan (recocido) a sus secuencias complementarias en el ADN molde monocatenario. Estos cebadores flanquean la región diana que se va a amplificar. En tercer lugar, la extensión: la temperatura se eleva a 72 °C, la temperatura óptima para que funcione la enzima clave, una ADN polimerasa termoestable. La más utilizada es la Taq polimerasa, aislada de la bacteria termófila *Thermus aquaticus*. La polimerasa se une al complejo cebador-plantilla y comienza a sintetizar una nueva cadena de ADN complementaria, que se extiende desde el cebador. Este ciclo de tres pasos se repite entre 20 y 40 veces. Con cada ciclo, el número de copias de la secuencia de ADN diana se duplica, dando lugar a una amplificación exponencial, descrita matemáticamente como [latex]2^n[/latex], donde n es el número de ciclos. El resultado es una solución que contiene una gran cantidad del fragmento de ADN específico, que puede visualizarse fácilmente mediante electroforesis en gel o utilizarse en aplicaciones posteriores de biología molecular como la secuenciación o la clonación.
UNESCO Nomenclature: 2406
- Biología molecular
Precursores
- discovery of DNA structure
- understanding of DNA replication principles
- isolation of DNA polymerase enzymes
- discovery of thermostable organisms and their enzymes (e.g., Taq polymerase)
- development of oligonucleotide synthesis for primers
Aplicaciones
- DNA fingerprinting for forensics
- medical diagnostics for infectious diseases (e.g., COVID-19)
- genetic testing for hereditary diseases
- cloning genes
- sequencing genomes
- phylogenetic analysis
Patentes:
- US4683195
- US4683202
- US4965188
Ideas para posibles innovaciones
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Relacionado con: PCR, reacción en cadena de la polimerasa, amplificación del ADN, kary mullis, taq polimerasa, termociclado, medicina forense, diagnóstico, clonación molecular, pruebas genéticas.