पीसीआर म्हणजे काय आणि ते का महत्त्वाचे आहे?

पीसीआर, किंवा पॉलिमरेझ चेन रिअॅक्शन, हे डीएनए अनुक्रम वाढवण्यासाठी वापरले जाणारे तंत्र आहे.हे प्रथम 1980 मध्ये कॅरी मुलिस यांनी विकसित केले होते, ज्यांना त्यांच्या कार्यासाठी 1993 मध्ये रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले होते.पीसीआरने आण्विक जीवशास्त्रात क्रांती घडवून आणली आहे, ज्यामुळे संशोधकांना लहान नमुन्यांमधून डीएनए वाढवणे आणि त्याचा तपशीलवार अभ्यास करणे शक्य झाले आहे.

पीसीआर ही तीन-चरण प्रक्रिया आहे जी थर्मल सायकलरमध्ये होते, एक मशीन जी प्रतिक्रिया मिश्रणाचे तापमान वेगाने बदलू शकते.विकृतीकरण, एनीलिंग आणि विस्तार हे तीन चरण आहेत.
 
पहिल्या टप्प्यात, विकृतीकरण, दोन स्ट्रँड्स एकत्र ठेवणारे हायड्रोजन बंध तोडण्यासाठी दुहेरी-अडकलेला DNA उच्च तापमानात (सामान्यत: 95°C) गरम केला जातो.याचा परिणाम दोन सिंगल-स्ट्रँड डीएनए रेणूंमध्ये होतो.
 
दुस-या टप्प्यात, अॅनिलिंग करताना, प्राइमरला सिंगल-स्ट्रॅंडेड डीएनएवरील पूरक अनुक्रमांमध्ये एनील करण्यास अनुमती देण्यासाठी तापमान सुमारे 55°C पर्यंत कमी केले जाते.प्राइमर्स हे DNA चे छोटे तुकडे आहेत जे लक्ष्य DNA वर स्वारस्य असलेल्या क्रमांशी जुळण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.
 
तिसर्‍या टप्प्यात, विस्तारात, टाक पॉलिमरेझ (डीएनए पॉलिमरेझचा एक प्रकार) प्राइमर्समधून डीएनएच्या नवीन स्ट्रँडचे संश्लेषण करण्यास अनुमती देण्यासाठी तापमान सुमारे 72°C पर्यंत वाढविले जाते.Taq पॉलिमरेझ हे गरम पाण्याच्या झऱ्यांमध्ये राहणाऱ्या आणि पीसीआरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या उच्च तापमानाला तोंड देऊ शकणार्‍या जीवाणूपासून तयार केले जाते.

पीसीआरच्या एका चक्रानंतर, परिणाम लक्ष्यित डीएनए अनुक्रमाच्या दोन प्रती आहेत.अनेक चक्रांसाठी (सामान्यत: 30-40) तीन चरणांची पुनरावृत्ती करून, लक्ष्यित डीएनए अनुक्रमाच्या प्रतींची संख्या वेगाने वाढवता येते.याचा अर्थ असा की सुरुवातीच्या डीएनएच्या अगदी थोड्या प्रमाणात लाखो किंवा कोट्यावधी प्रती तयार करण्यासाठी वाढवता येतात.

 
पीसीआरमध्ये संशोधन आणि निदानामध्ये असंख्य अनुप्रयोग आहेत.याचा उपयोग जनुक आणि उत्परिवर्तनांच्या कार्याचा अभ्यास करण्यासाठी, न्यायवैद्यकशास्त्रात डीएनए पुराव्याचे विश्लेषण करण्यासाठी, संसर्गजन्य रोग निदानामध्ये रोगजनकांची उपस्थिती शोधण्यासाठी आणि गर्भाच्या अनुवांशिक विकारांच्या तपासणीसाठी जन्मपूर्व निदानामध्ये केला जातो.
 
PCR देखील अनेक भिन्नतांमध्ये वापरण्यासाठी अनुकूल केले गेले आहे, जसे की परिमाणात्मक PCR (qPCR), जे DNA ची मात्रा मोजण्यास आणि रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शन PCR (RT-PCR) ला अनुमती देते, ज्याचा उपयोग RNA अनुक्रम वाढवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

त्याचे अनेक अनुप्रयोग असूनही, पीसीआरला मर्यादा आहेत.यासाठी लक्ष्य क्रम आणि योग्य प्राइमर्सच्या डिझाइनचे ज्ञान आवश्यक आहे आणि प्रतिक्रिया परिस्थिती योग्यरित्या ऑप्टिमाइझ न केल्यास त्रुटी होण्याची शक्यता असते.तथापि, काळजीपूर्वक प्रायोगिक रचना आणि अंमलबजावणीसह, पीसीआर हे आण्विक जीवशास्त्रातील सर्वात शक्तिशाली साधनांपैकी एक आहे.