Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Keha jäljendamine
- PCR reaktsiooni komponendid
- Magneesiumkloriidi roll
- Rohke magneesiumi mõju
- Napi magneesiumi mõju
Kui kuriteopaiga uurija või arst saab DNA-proovi, pole selle õigeks analüüsimiseks piisavalt DNA-d saadaval. Keha enda DNA replikatsiooniprotsessi simuleerimiseks töötasid teadlased välja PCR-nimelise protsessi, mis võib toimida nagu Xeroxi masin ja teha koopia pärast DNA-proovi koopiat. PCR-reaktsioonis on palju komponente ja magneesiumkloriid on üks ülitähtsamaid.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Magneesium toimib PCR-reaktsioonis katalüsaatorina - DNA replikatsiooniks vajalik ensüüm vajab toimimiseks magneesiumi ja PCR-reaktsioon ei toimi ilma segus sisalduva magneesiumita.
Keha jäljendamine
Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) töötati välja selleks, et jäljendada naturaalset DNA replikatsiooni viisi. DNA on nukleotiidide korduv järjestus ja iga nukleotiid sisaldab kolme osa. DNA selgroog on korduv suhkru ja fosfaadi ühik ning iga suhkru külge on kinnitatud lämmastikaline alus. Lämmastiku aluseid on neli; guaniin, tsütosiin, adeniin ja tümiin. DNA koosneb kahest üksteisega paralleelselt kulgevast suhkrufosfaadi ahelast, mille kahe suhkru vahel on kaks lämmastiku alust. Kui DNA kehas replitseerub, puruneb ensüüm helikaas nimega lämmastikaluste vahelised sidemed. Teine ensüüm, DNA polümeraas, seob vanade asemele uusi nukleotiide. Lõpuks ühendab kolmas ensüüm nimega DNA ligaas uued molekulid uuesti kokku.
PCR reaktsiooni komponendid
DNA reprodutseerimiseks laborireaktsioonis tuleb teha mõned muudatused. Helikaasi asemel kasutab PCR reaktsioon lämmastikaluste vaheliste sidemete purustamiseks lihtsalt soojust. Inimese DNA polümeraas ei ole nende temperatuuride talumiseks piisavalt stabiilne. Selle asemel kasutatakse sarnast molekuli nimega Taq-polümeraas ehk termostabiilne polümeraas, kuna see talub PCRi soojusvajadusi. Lisaks nõuab PCR-reaktsioon vabu nukleotiide, puhvrit ja magneesiumi.
Magneesiumkloriidi roll
Magneesiumkloriid on eelistatav meetod magneesiumi lisamiseks PCR katsesse. Termostabiilne polümeraas eeldab reaktsiooniprotsessi ajal kofaktorina magneesiumi olemasolu. Selle roll sarnaneb katalüsaatori rolliga: magneesiumi reaktsioonis tegelikult ei kulutata, kuid reaktsioon ei saa toimuda ilma magneesiumi olemasoluta.
Rohke magneesiumi mõju
Mida rohkem magneesiumi lisatakse PCR-reaktsioonile, seda kiiremini reaktsioon kulgeb. Kuid see pole tingimata hea asi. Kui magneesiumi on liiga palju, töötab DNA polümeraas liiga kiiresti ja teeb kopeerimisprotsessis sageli vigu. Selle tulemuseks on paljude erinevate DNA ahelate tootmine, mis ei tähenda tingimata esitatud algset proovi.
Napi magneesiumi mõju
Kui magneesiumi on reaktsioonis piiratud koguses, ei lähe see nii kiiresti kui peaks, kui üldse. Võite proovida käivitada 40 tsükli PCR, kuid mitte saada soovitud koopiate kogust. Iga PCR-tsükkel kahekordistab katseklaasis oleva DNA koguse hüppeliselt. Nii et kui alustad väikese summaga, jõuad lõppkokkuvõttes mitu korda algsummani. Kui magneesiumi pole piisavalt, siis osa DNA polümeraasist ei aktiveeru ja see ei toimi. Kuumus võtab aga juba olemasoleva DNA laiali ja sellega ei taas ühineda. Seetõttu võib kogu katse rikkuda, kui selles pole piisavalt magneesiumi.