ПОЛИМЕРА́ЗНАЯ ЦЕПНА́Я РЕА́КЦИЯ

Схема полимеразной цепной реакции. Направление цепей ДНК от 5′- к 3′-концу указано стрелками. Праймеры и их последовательности в амплифицированной ДНК выделены пунктирной линией. Серые овалы обозначаю...

ПОЛИМЕРА́ЗНАЯ ЦЕПНА́Я РЕА́КЦИЯ (ПЦР), ме­тод мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­гии, по­зво­ляю­щий уве­ли­чить чис­ло ко­пий оп­ре­де­лён­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти ДНК. Схе­ма ПЦР раз­ра­бо­та­на К. Мул­ли­сом. Ме­тод ос­но­ван на мно­го­крат­ном из­би­ра­тель­ном ко­пи­ро­ва­нии (ам­пли­фи­ка­ции) то­го или ино­го уча­ст­ка ДНК с по­мо­щью фер­мен­та ДНК-по­ли­ме­ра­зы в ус­ло­ви­ях in vitro. Спе­ци­фич­ность ам­пли­фи­ка­ции обес­пе­чи­ва­ет­ся ис­поль­зо­ва­ни­ем для ини­циа­ции син­те­за ДНК двух ко­рот­ких од­но­це­по­чеч­ных фраг­мен­тов (за­тра­вок, или прай­ме­ров), ком­пле­мен­тар­ных нук­лео­тид­ным по­сле­до­ва­тель­но­стям кон­цов уча­ст­ка ДНК, под­ле­жа­ще­го ам­пли­фи­ка­ции, и ори­ен­ти­ро­ван­ным 3′-кон­ца­ми на­встре­чу друг дру­гу (рис.). При про­ве­де­нии ПЦР мно­го­крат­но по­вто­ря­ют цик­лы на­гре­ва­ния и ох­ла­ж­де­ния, в хо­де ко­то­рых про­ис­хо­дят по­сле­до­ва­тель­ная тер­мич. де­на­ту­ра­ция дву­ни­те­вой ДНК (ста­дия 1), взаи­мо­дей­ст­вие (от­жиг) прай­меров с це­пя­ми од­но­ни­те­вых мо­ле­кул ДНК по­сле по­ни­же­ния темп-ры (ста­дия 2) и ини­ции­руе­мый с прай­ме­ров син­тез нук­лео­тид­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей ДНК ам­пли­фи­ци­руе­мо­го уча­ст­ка, осу­ще­ст­в­ляе­мый тер­мо­ста­биль­ной ДНК-по­ли­ме­ра­зой (ста­дия 3, элон­га­ция). Прай­ме­ры ока­зы­ва­ют­ся встро­ен­ны­ми в мо­ле­ку­лы вновь син­те­зи­руе­мой ДНК, ко­то­рые на сле­дую­щем цик­ле ПЦР, в свою оче­редь, мо­гут слу­жить мат­ри­ца­ми для син­те­за ком­пле­мен­тар­ной це­пи. Т. о., в ка­ж­дом цик­ле долж­но про­ис­хо­дить уд­вое­ние мо­ле­кул ДНК, а мно­го­крат­ное по­вто­ре­ние цик­лов при­во­дит к экс­по­нен­ци­аль­но­му на­ко­п­ле­нию про­дук­та. За 30 цик­лов ко­ли­че­ст­во син­те­зи­ро­ван­но­го фраг­мен­та мо­жет при­бли­зить­ся к 1 млрд.

ПЦР при­ме­ня­ет­ся в ге­не­тич. ин­же­нерии для по­лу­че­ния ре­ком­би­нант­ных ДНК; с его по­мо­щью в ам­пли­фи­ци­ро­ван­ную по­сле­до­ва­тель­ность вно­сят­ся не­об­хо­ди­мые из­ме­не­ния: вво­дят сай­ты ре­ст­рик­ции, осу­ще­ст­в­ля­ют нук­лео­тид­ные за­ме­ны и др. Ме­тод ис­поль­зу­ет­ся для ди­аг­но­сти­ки на­след­ст­вен­ных и ин­фек­ци­он­ных за­бо­ле­ва­ний. Он ле­жит в ос­но­ве иден­ти­фи­ка­ции лич­но­сти (см. ДНК-ти­пи­ро­ва­ние), ус­та­нов­ле­ния род­ст­ва лю­дей, вы­яв­ле­ния по­ло­вой при­над­леж­но­сти лю­дей по ос­тан­кам. На его ос­но­ве раз­ра­бо­та­ны ме­то­ды вы­со­ко­точ­ной ла­бо­ра­тор­ной ди­аг­но­сти­ки за­бо­ле­ва­ний, пе­ре­даю­щих­ся по­ло­вым пу­тём (хла­ми­дио­за, уреа­плаз­мо­за, ми­ко­плаз­мо­за, ци­то­ме­га­ло­ви­рус­ной ин­фек­ции и СПИДа).