Tổng Quan Kỹ Thuật PCR (Polymerase Chain Reaction)

GIỚI THIỆU

Phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction) được Kary Mullis và cộng sự (Mỹ) phát minh năm 1985 và kể từ đó đã tạo nên một tác động to lớn đối với các nghiên cứu sinh học trên toàn thế giới. Ý tưởng của Mullis là phát triển một quy trình mà DNA có thể nhân lên nhiều lần một cách nhân tạo qua nhiều chu kỳ sao chép bởi enzyme DNA polymerase.

DNA polymerase hiện diện tự nhiên trong sinh vật sống, thực hiện chức năng nhân bản DNA khi tế bào phân chia. Enzyme này làm việc bằng cách liên kết với sợi DNA mạch đơn và tạo mạch DNA bổ sung. Theo quy trình PCR gốc của Mullis, enzyme phản ứng nhân bản DNA được thực hiện trong ống nghiệm (in vitro). Sợi DNA đôi bị tách thành 2 sợi đơn khi đun nóng ở 96°C, sau đó sự tổng hợp mach đôi của DNA sẽ xảy ra nhờ họat tính của enzyme DNA polymerase. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, DNA polymerase bị phá hủy, vì vậy cần bổ sung enzyme sau mỗi giai đoạn nung nóng của mỗi chu kỳ. Quy trình PCR gốc của Mullis không có hiệu quả cao vì nó mất nhiều thời gian, cần một lượng lớn DNA polymerase, và liên tục phải lưu ý trong suốt quá trình PCR. Sau đó, quy trình gốc này được phát triển hơn với sự ứng dụng DNA polymerase lấy từ vi khuẩn ưa nhiệt (Thermophilic bacteria) sống trong mạch nước nóng ở nhiệt độ trên 110°C. DNA polymerase từ sinh vật này ổn định ở nhiệt độ cao và khi dùng trong PCR nó không bị phá hủy khi hỗn hợp được nung nóng để tách sợi DNA. Từ đó, không cần phải thêm DNA polymerase vào mỗi chu kỳ, quá trình sao chép DNA có thể đơn giản và tự động hơn. Một trong những DNA polymerase chịu nhiệt đầu tiên được phân lập được từ Thermus aquaticus và được gọi là Taq. Taq polymerase là enzyme được dùng rộng rãi trong thực nghiệm PCR.

Read more »