Die enzymatische Vervielfältigung (engl.: amplification) spezifischer DNA im Reagenzglas gelingt mit Hilfe der polymerase chain reaction (PCR) . Die – bereits auch automatisierte Methode – erfordert die Synthese von zwei kurzen einsträngigen DNA-Stücken (primer), die zum Anfang und Ende des gewünschten DNA-Bereichs komplementär sind, nach Denaturierung der Doppelstrang-DNA mit diesem Bereich hybridisiert werden u. der thermostabilen DNA-Polymerase (aus Thermus aquaticus, einem Bakterium aus heißen Quellen, daher „Taq-Polymerase“) als Angriffspunkte zur spezifischen Synthese neuer Doppelstränge aus den entsprechenden Desoxyribonucleotid-triphosphaten dienen. Nach jeder Wiederholung des Denaturierungs- u. Hybridisierungs-Vorgangs kommt es zur Verdoppelung der DNA-Menge.
Allgemeines:
Eine Grundlage der medizinischen und biologischen Analytik ist der Nachweis von geringsten Mengen genetischen Materials. Das Problem vor dem Wissenschaftler früher standen war, daß die nachzuweisende Menge DNA so gering war, daß sie mit den herkömmlichen molekularbiologischen Analysenmethoden nicht nachzuweisen war. 1983 fand Kary Mullis von der Cetus Corporation in Kalifornien die Lösung: Die PCR (polymerase chain reaction). Mit der PCR ist es möglich, kleinste Mengen spezifisches und auch unspezifisches genetisches Material so weit zu vervielfältigen, bis sie mit den herkömmlichen Methoden nachweisbar sind. Für die Erfindung wurde Karry Mullis 1993 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Das Prinzip:
Man möchte auf einem DNA-Stück eine bestimmte Sequenz nachweisen. Diese nachzuweisende Sequenz sollte zumindest zum Teil bekannt (sequenziert) sein. Die (doppelsträngige) Matritzen-DNA wird durch Hitzebehandlung bei 90°C denaturiert. Dadurch trennt sich die doppelsträngige DNA in ihre beiden Einzelstränge auf. Nun gibt man 2 Starter bzw. sog. Primer hinzu, die den gesuchten Bereich auf den Einzelsträngen einrahmen, und dementsprechend an den Rändern dieses gesuchten Bereichs jeweils komplementär zu einem Strang sind. Durch Abkühlen auf ~ 50°C hybridisierten sich die Primer an die Einzelstränge (Annealing). Nun gibt man eine DNA-Polymerase (Enzym) hinzu. Durch erneute Erwärmung auf 70°C beginnt die Polymerisierung und die DNA-Polymerase verlängert die Primer in 3´ Richtung (Elongation). Durch Polymerisierung wird ausgehend von jedem Primer ein neuer DNA-Strang synthetisiert, der wiederum als Matrize dienen kann. Bei jedem Zyklus kommt es so zu einer Verdopplung des genetischen Materials. In der Regel werden 20-30 Zyklen durchlaufen, so daß man anschließend genug Material gewonnen hat um es zu analysieren.
nobody
06.11.2001, 14:49
Nach jeder Wiederholung des Denaturierungs- u. Hybridisierungs-Vorgangs kommt es zur Verdoppelung der DNA-Menge.
Wenn das mit der Verdoppelung nur so gut funktonieren würde wie in der Theorie! :D
Ab einer Produktmenge von ca 0,3 - 1 pmol kommt es zu einer Art Plateau- Effekt, bei dem die Vermehrungsrate stark abnimmt. Es kommt zu fehlhybridisierungen und unspezifischen Produkten.
Viel hilft nicht viel!
:cry: leider
Mc Gyver
12.04.2002, 08:02
Guten Morgen!
Kann mir veilleicht einer Sagen wozu men ein PCR benutzt und wie es funktioniert! :confused:
CO-Küchler
12.04.2002, 10:59
Willst du etwas über PCR allgemein wissen, oder kennst du das Prinzip schon und willst etwas speziell über die Geräte-Anwendung wissen?
Mc Gyver
12.04.2002, 11:26
Über PCR allgemein!
CO-Küchler
12.04.2002, 11:40
PCR steht für Polymerase-Kettenreaktion bzw. polymerase chain reaction.
Wie das ganze genau funktioniert, ist in folgendem Link dargestellt: