પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન: સારવાર, અસર અને જોખમો

પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાંથી એક પ્રક્રિયા રજૂ કરે છે જે આનુવંશિક સામગ્રીમાંથી વિભાગોની નકલ કરે છે (deoxyribonucleic એસિડ, ડીએનએ). ડીએનએની થોડી માત્રામાંથી લાખો સમાન નકલો બનાવવામાં આવે છે. આ રીતે, વિવિધ તપાસ માટે પૂરતી માત્રામાં ઉપલબ્ધ છે.

પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયા શું છે?

પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાંથી એક પદ્ધતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે આનુવંશિક સામગ્રીમાંથી વિભાગોની નકલ કરે છે (deoxyribonucleic એસિડ, ડીએનએ). પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન (પીસીઆર) શબ્દ એન્ઝાઇમ, પોલિમરેઝ (ડીએનએ પોલિમરેઝ) ની મદદથી ઇન વિટ્રો (લેટિન: ગ્લાસમાં) પ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરે છે, જે ચોક્કસ ડુપ્લિકેશન તરફ દોરી જાય છે. જનીન સિક્વન્સ પ્રતિક્રિયાનું ઉત્પાદન આ પ્રતિક્રિયાના નવા ચક્ર માટે પ્રારંભિક સામગ્રી પણ છે. ની સંખ્યા પરમાણુઓ ડબલ્સ અને તે જ સમયે નવા ચક્ર માટે નમૂના તરીકે સેવા આપે છે. આને ઘાતાંકીય ગુણાકાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે પ્રયોગશાળામાં થોડી મિનિટોની તીવ્ર ઝડપે થાય છે, સાંકળ પ્રતિક્રિયા જેવી જ. આ પ્રયોગશાળા પ્રક્રિયા આનુવંશિક માહિતી (DNA) ના ડુપ્લિકેશનની નકલ કરે છે જે પ્રતિકૃતિ દરમિયાન કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે. અમેરિકન રસાયણશાસ્ત્રી કેબી મુલિસને આ પ્રક્રિયાના શોધક માનવામાં આવે છે. 1983 માં, તેમણે આ DNA સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા રજૂ કરી અને દસ વર્ષ પછી રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો.

કાર્ય, અસર અને લક્ષ્યો

જીવંત સજીવોમાં, ડી.એન.એ રંગસૂત્રો લંબાઈ ધરાવે છે જે PCR નો ઉપયોગ કરીને વિસ્તૃત કરી શકાતી નથી. તેના બદલે, તે નિર્ધારિત વિભાગને વિસ્તૃત કરવા માટે લાગુ કરવામાં આવે છે. આ જનીનો હોઈ શકે છે, a નો ચોક્કસ ભાગ જનીન, અથવા પ્રદેશો કે જેમાં ટ્રાંસ્ક્રાઇબ કરેલ નથી પ્રોટીન, એટલે કે, બિન-કોડિંગ છે. આ વિભાગોમાં સામાન્ય રીતે ત્રણ હજારથી વધુ બેઝ જોડીઓનો સમાવેશ થતો નથી, તેની સરખામણીમાં દરેક સેટ દીઠ આશરે બે વખત ત્રણ અબજ બેઝ પેર રંગસૂત્રો મનુષ્યોમાં. પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયા માટે સિંગલ- અથવા ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ સાંકળની જરૂર છે જેની રચના ઓછામાં ઓછી આંશિક રીતે જાણીતી હોવી જોઈએ. એન્ઝાઇમ ઉપરાંત, પોલિમરેઝ, બે પ્રાઇમર્સનો ઉપયોગ થાય છે. આ DNA ના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ છે જે શરૂઆત અને અંતિમ બિંદુ તરીકે કાર્ય કરે છે. તેઓ એક ક્રમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે જે વિસ્તૃત કરવા માટેના પ્રદેશ સાથે બરાબર મેળ ખાય છે. પ્રયોગશાળામાં, પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયા પ્રોગ્રામેબલ હીટિંગ બ્લોકમાં હાથ ધરવામાં આવે છે. જરૂરી ઘટકો જેમ કે પોલિમરેઝ, પ્રાઈમર, નવી સ્ટ્રાન્ડ બનાવવા માટેના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ) અને મેગ્નેશિયમ આયનોને બફર સોલ્યુશનમાં એકસાથે ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા માટે તાપમાન-સમય કાર્યક્રમ 94 ° સે ઉપરના તાપમાને વિકૃતીકરણ સાથે શરૂ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ ક્લીવ્ડ થાય છે અને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડ સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે. આગલા પગલામાં, લગભગ 70 ° સે પર, પ્રાઇમર સાથે બંધાયેલ છે જનીન ક્રમ અને એન્ઝાઇમ પ્રતિક્રિયા માટે પ્રારંભિક બિંદુ બનાવે છે. અહીંથી, પોલિમરેઝ પૂરક સ્ટ્રાન્ડનું સંશ્લેષણ કરે છે. ત્યારપછી એક નવું ચક્ર શરૂ થાય છે, જેમાં ફરીથી ડીએનએ સ્ટ્રૅન્ડના વિકૃતિકરણ, પ્રાઈમર બાઈન્ડિંગ અને સંશ્લેષણના ત્રણ પગલાંનો સમાવેશ થાય છે. પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શનનો ઉપયોગ ફોરેન્સિક દવા, ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ અને ક્લિનિકલ સંશોધનમાં થાય છે. ફોરેન્સિક સાયન્સમાં ડીએનએ માંથી કાઢવામાં આવે છે ત્વચા, લાળ, વાળ, વીર્ય અથવા રક્ત ગુનાના દ્રશ્યોમાંથી અને, એમ્પ્લીફિકેશન પછી, જાણીતા નમૂનાઓની સરખામણીમાં અને ચોક્કસ વ્યક્તિઓને ઓળખવા માટે વપરાય છે. આ આનુવંશિક ફિંગરપ્રિન્ટનો ઉપયોગ કરીને, પિતૃત્વને સુધારેલા અભિગમમાં પણ સ્પષ્ટ કરી શકાય છે. રોગોના સ્પષ્ટીકરણમાં, પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ સામેલ જનીનોને ચકાસવા માટે થાય છે. કેટલાક બેક્ટેરિયલ રોગો ચોક્કસ ક્રમને ઓળખીને વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. જ્યારે વાયરલ ડીએનએ અથવા આરએનએ રૂપાંતરિત થાય છે અને વિસ્તૃત થાય છે ત્યારે વાયરલ રોગોની લાક્ષણિકતા કરી શકાય છે. માં રક્ત સ્ક્રીનીંગ, તે શોધી શકાય છે હીપેટાઇટિસ અથવા એચઆઇવી-મધ્યસ્થી રોગો ખૂબ જ પ્રારંભિક તબક્કે. ટ્યુમર ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં, તેનો ઉપયોગ ગાંઠના કોષોને ઓળખવા માટે થાય છે. આનાથી ગાંઠને વર્ગીકૃત કરવાનું શક્ય બને છે, રોગના કોર્સનું મૂલ્યાંકન કરવું, ની સફળતા ઉપચાર અને પૂર્વસૂચન. સંશોધનમાં, પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ વિવિધ રોગો સાથે સંકળાયેલા જનીનોને ઓળખવા માટે થાય છે. જનીન ક્લોનિંગ માટે, જે સજીવના ક્લોનિંગ જેવું નથી, વેક્ટરમાં અન્ય સજીવોમાં સ્થાનાંતરિત થતાં પહેલાં જનીનને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે (લેટિન: પ્રવાસી, વાહક ). આ રોગનો વધુ સારી રીતે અભ્યાસ કરવા અથવા ઉત્પાદન કરવા માટે મોડેલ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે પ્રોટીન તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે દવાઓ.

જોખમો અને જોખમો

પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શનમાં ડીએનએની મિનિટની માત્રા શોધવાની વિશાળ સંભાવના છે. ઘણી બધી શક્યતાઓનો લાભ લેવા અને મહત્વપૂર્ણ ભૂલોથી બચવા માટે, કેટલીક પૂર્વજરૂરીયાતો અને ભૂલના વિવિધ સ્ત્રોતોને ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. માત્ર આનુવંશિક સામગ્રીના વિભાગો કે જેનો ક્રમ ઓછામાં ઓછો આંશિક રીતે જાણીતો છે તેને વિસ્તૃત કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા સંપૂર્ણપણે અજાણ્યા સિક્વન્સને વિસ્તૃત કરી શકાતા નથી. એમ્પ્લીફિકેશનના ઉત્પાદનો પછીથી વિઝ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય છે. જો અપેક્ષિત સિગ્નલ દેખાતું નથી, જો કે માંગેલ ક્રમ હાજર હતો, તો ખોટા નકારાત્મક પરિણામ હાજર છે. મોટેભાગે, આ બિન-ઑપ્ટિમાઇઝ અથવા નબળી ઑપ્ટિમાઇઝ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓનું પરિણામ છે. આ લક્ષ્ય ક્રમના કાર્ય તરીકે નક્કી કરવું આવશ્યક છે. આ હેતુ માટે, વિવિધ તાપમાન અને સમય રૂપરેખાઓ, પ્રાઈમર સિક્વન્સ અને માત્રા તેમજ પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં અન્ય પદાર્થોની સાંદ્રતાનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. ખોટા હકારાત્મક પરિણામો સિગ્નલ તરીકે દેખાય છે જે ઇચ્છિત ઉત્પાદનને સોંપી શકાતા નથી. મુખ્ય સમસ્યાઓ ડીએનએ સાથેના દૂષણોને કારણે થાય છે જે તપાસકર્તા દ્વારા અથવા વિશ્લેષણ કરવા માટેના સ્ત્રોત સિવાયના સ્ત્રોતમાંથી ઉદ્ભવે છે. બેક્ટેરિયલ મૂળના ડીએનએ પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયાના પરિણામને પણ પ્રભાવિત કરે છે. મોજા પહેરીને અને ખૂબ કાળજી લેવાથી, આવી ભૂલોને અટકાવી શકાય છે અને એમ્પ્લીફાઇડ ઉત્પાદનો વિશે વિશ્વસનીય તારણો ઘડી શકાય છે.