PCR(Polymerase Chain Reaction)은 DNA 서열을 증폭하는 데 사용되는 기술입니다.이는 1980년대에 Kary Mullis에 의해 처음 개발되었으며, 그는 1993년에 그의 연구로 노벨 화학상을 수상했습니다.PCR은 분자 생물학에 혁명을 일으켜 연구자들이 작은 샘플에서 DNA를 증폭하고 자세히 연구할 수 있도록 했습니다.
PCR은 반응 혼합물의 온도를 빠르게 변화시킬 수 있는 기계인 열순환기에서 발생하는 3단계 과정입니다.세 가지 단계는 변성, 어닐링, 확장입니다.
첫 번째 단계인 변성에서는 이중 가닥 DNA를 고온(보통 약 95°C)으로 가열하여 두 가닥을 함께 묶고 있는 수소 결합을 끊습니다.이로 인해 두 개의 단일 가닥 DNA 분자가 생성됩니다.
두 번째 단계인 어닐링에서는 프라이머가 단일 가닥 DNA의 상보적 서열에 어닐링할 수 있도록 온도를 약 55°C로 낮춥니다.프라이머는 표적 DNA의 관심 서열과 일치하도록 설계된 짧은 DNA 조각입니다.
세 번째 단계인 확장에서는 Taq 폴리머라제(DNA 폴리머라제의 일종)가 프라이머로부터 새로운 DNA 가닥을 합성할 수 있도록 온도를 약 72°C까지 높입니다.Taq 중합효소는 온천에 서식하는 박테리아에서 추출되며 PCR에 사용되는 고온을 견딜 수 있습니다.
PCR의 한 주기 후에 결과는 표적 DNA 서열의 2개 사본입니다.여러 주기(일반적으로 30~40) 동안 세 단계를 반복하면 표적 DNA 서열의 복사본 수가 기하급수적으로 증가할 수 있습니다.이는 아주 적은 양의 시작 DNA라도 증폭되어 수백만 또는 심지어 수십억 개의 복사본을 생성할 수 있음을 의미합니다.
PCR은 연구 및 진단 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다.이는 유전자와 돌연변이의 기능을 연구하기 위한 유전학, DNA 증거를 분석하기 위한 법의학, 병원체의 존재를 탐지하기 위한 전염병 진단, 태아의 유전 질환을 선별하기 위한 산전 진단에 사용됩니다.
PCR은 또한 DNA의 양을 측정할 수 있는 정량적 PCR(qPCR)과 RNA 서열을 증폭하는 데 사용할 수 있는 역전사 PCR(RT-PCR)과 같은 다양한 변형에 사용하도록 조정되었습니다.
다양한 용도에도 불구하고 PCR에는 한계가 있습니다.이를 위해서는 표적 서열에 대한 지식과 적절한 프라이머의 디자인이 필요하며, 반응 조건이 올바르게 최적화되지 않으면 오류가 발생하기 쉽습니다.그러나 신중한 실험 설계와 실행을 통해 PCR은 분자 생물학에서 가장 강력한 도구 중 하나로 남아 있습니다.
게시 시간: 2023년 2월 22일