પીસીઆર શું છે અને તે શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે?

પીસીઆર, અથવા પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયા, ડીએનએ સિક્વન્સને વિસ્તૃત કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.તે સૌપ્રથમ 1980 માં કેરી મુલિસ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જેમને તેમના કાર્ય માટે 1993 માં રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.PCR એ મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં ક્રાંતિ લાવી છે, જે સંશોધકોને નાના નમૂનાઓમાંથી ડીએનએને વિસ્તૃત કરવા અને તેનો વિગતવાર અભ્યાસ કરવા સક્ષમ બનાવે છે.

પીસીઆર એ ત્રણ-પગલાની પ્રક્રિયા છે જે થર્મલ સાયકલરમાં થાય છે, એક મશીન જે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણના તાપમાનને ઝડપથી બદલી શકે છે.ત્રણ પગલાં છે વિકૃતિકરણ, એનેલીંગ અને એક્સ્ટેંશન.
 
પ્રથમ પગલામાં, વિકૃતિકરણ, બે સેરને એકસાથે પકડી રાખતા હાઇડ્રોજન બોન્ડને તોડવા માટે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને ઊંચા તાપમાને (સામાન્ય રીતે લગભગ 95 ° સે) ગરમ કરવામાં આવે છે.આના પરિણામે બે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પરમાણુઓ બને છે.
 
બીજા પગલામાં, એનિલિંગ, પ્રાઈમર્સને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પર પૂરક સિક્વન્સને એનિલ કરવાની મંજૂરી આપવા માટે તાપમાન લગભગ 55 ° સે સુધી ઘટાડવામાં આવે છે.પ્રાઇમર્સ ડીએનએના ટૂંકા ટુકડાઓ છે જે લક્ષ્ય ડીએનએ પરના રસના ક્રમ સાથે મેળ કરવા માટે રચાયેલ છે.
 
ત્રીજા પગલામાં, એક્સ્ટેંશન, તાક પોલિમરેઝ (ડીએનએ પોલિમરેઝનો એક પ્રકાર) ને પ્રાઇમર્સમાંથી ડીએનએના નવા સ્ટ્રાન્ડને સંશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપવા માટે તાપમાનને 72 ડિગ્રી સેલ્સિયસની આસપાસ વધારવામાં આવે છે.Taq પોલિમરેઝ એક બેક્ટેરિયમમાંથી મેળવવામાં આવે છે જે ગરમ પાણીના ઝરણામાં રહે છે અને પીસીઆરમાં વપરાતા ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરવા સક્ષમ છે.

PCR ના એક ચક્ર પછી, પરિણામ લક્ષ્ય DNA ક્રમની બે નકલો છે.સંખ્યાબંધ ચક્રો (સામાન્ય રીતે 30-40) માટે ત્રણ પગલાંઓનું પુનરાવર્તન કરીને, લક્ષ્ય DNA ક્રમની નકલોની સંખ્યા ઝડપથી વધારી શકાય છે.આનો અર્થ એ છે કે પ્રારંભિક ડીએનએની થોડી માત્રામાં પણ લાખો અથવા અબજો નકલો બનાવવા માટે વિસ્તૃત કરી શકાય છે.

 
પીસીઆર પાસે સંશોધન અને ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં અસંખ્ય એપ્લિકેશનો છે.તેનો ઉપયોગ જનીનો અને પરિવર્તનના કાર્યનો અભ્યાસ કરવા માટે, ફોરેન્સિક્સમાં ડીએનએ પુરાવાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે, ચેપી રોગના નિદાનમાં પેથોજેન્સની હાજરી શોધવા માટે અને પ્રિનેટલ નિદાનમાં ગર્ભમાં આનુવંશિક વિકૃતિઓ માટે સ્ક્રીન કરવા માટે થાય છે.
 
પીસીઆરને સંખ્યાબંધ વિવિધતાઓમાં ઉપયોગ માટે પણ સ્વીકારવામાં આવ્યું છે, જેમ કે ક્વોન્ટિટેટિવ ​​પીસીઆર (qPCR), જે ડીએનએની માત્રાને માપવા અને રિવર્સ ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન પીસીઆર (RT-PCR) ને મંજૂરી આપે છે, જેનો ઉપયોગ આરએનએ સિક્વન્સને વિસ્તૃત કરવા માટે થઈ શકે છે.

તેની ઘણી એપ્લિકેશનો હોવા છતાં, પીસીઆરની મર્યાદાઓ છે.તેને લક્ષ્ય ક્રમનું જ્ઞાન અને યોગ્ય પ્રાઇમર્સની ડિઝાઇનની જરૂર છે, અને જો પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ યોગ્ય રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં ન આવે તો તે ભૂલનું જોખમ બની શકે છે.જો કે, સાવચેતીપૂર્વક પ્રાયોગિક ડિઝાઇન અને અમલીકરણ સાથે, PCR એ મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં સૌથી શક્તિશાળી સાધનોમાંનું એક છે.