Der thermische Kreislaufprozess

PCR oder Polymerase-Kettenreaktion ist eine gängige Technik, die in Forschungslabors, die sich mit DNA befassen, verwendet wird und es Forschern und Technikern ermöglicht, eine einzelne DNA-Probe millionenfach zu reproduzieren.Dies fördert natürlich die effektive Analyse und Erforschung bestimmter DNA-Abschnitte.Die Technik wurde in den 1980er Jahren entwickelt, hat aber in dieser kurzen Zeit bereits zu einer Vielzahl von Forschungserfolgen beigetragen.

PCR wurde 1983 von einem amerikanischen Biochemiker namens Kary Mullis entwickelt, der später für seine Verbesserungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Chemie einen Nobelpreis erhielt.Durch PCR ist es möglich, Millionen Kopien einer einzigen kleinen DNA-Probe anzufertigen.Medizinische und biologische Forscher nutzen PCR, um spezifische Gene zu identifizieren, Krankheitserreger zu erkennen und ein DNA-Profil für forensische Anwendungen zu erstellen.

Um die PCR-Technik effektiv durchzuführen, sind einige Hauptzutaten erforderlich.Zunächst – und das Wichtigste – benötigen Sie die DNA-Probe, die kopiert werden soll.Als nächstes folgt der Primer, der den PCR-Prozess tatsächlich initiiert.Bei diesen Primern handelt es sich um kurze DNA-Abschnitte, die an jede Seite der zu replizierenden DNA-Probe binden.Sie benötigen außerdem DNA-Nukleotidbasen, das Taq-Polymerase-Enzym und einen Puffer, um eine wirksame Reaktion zu erzeugen.

Der thermische Kreislaufprozess

Der eigentliche PCR-Prozess wird über thermische Zyklen durchgeführt, ein Prozess des Erhitzens und Abkühlens, der die für die DNA-Replikation notwendigen Bedingungen schafft.Der thermische Zyklus für die PCR umfasst drei Phasen: Denaturierung, Annealing und Verlängerung.

·Denaturierung: Der erste Schritt im thermischen Zyklusprozess für die PCR ist die Denaturierung.Dadurch wird die DNA-Probe so weit erhitzt, dass sich die doppelsträngige Probe entkoppelt und zwei einzelne DNA-Stränge entstehen.

·Annealing: Nach dem anfänglichen Erhitzen zur Denaturierung wird die Temperatur gesenkt, was den DNA-Primern die Möglichkeit gibt, sich durch Annealing an die Proben-DNA anzuheften.

·Ausdehnen: Beim Ausfahren geht eine weitere Temperaturerhöhung einher.Dieser letzte Temperaturanstieg ermöglicht es dem Taq-Polymerase-Enzym, die Matrizen-DNA tatsächlich zu replizieren.

Jede dieser drei Phasen des Temperaturwechselprozesses wird zwischen 20 und 40 Mal wiederholt.Jeder aufeinanderfolgende Zyklus führt zu einer Verdoppelung der DNA-Kopien.Die Dauer des Temperaturwechsels hängt vom Volumen der Probe und der verwendeten spezifischen Ausrüstung ab, dauert jedoch normalerweise zwischen einer und vier Stunden.Nach dem Temperaturwechsel kann eine Elektrophorese durchgeführt werden, um die Proben zu analysieren und weitere Untersuchungen durchzuführen.

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