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Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

1983
  • Kary Mullis
Termociclador que amplifica el ADN en un laboratorio de biología molecular.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

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

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

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.

Contexto histórico

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

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

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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