유전 질환 진단 방법으로서의 PCR

PCR은 분자유전학의 새로운 성과로, DNA 증폭에 사용되며 특정 DNA 영역(즉, 관심 유전자)을 20만 배 이상 빠르게 체외에서 증폭할 수 있습니다. PCR 반응을 수행하려면 한 세포의 DNA만 있으면 됩니다. PCR로 증폭되는 DNA의 양은 매우 방대하여 염색만으로 충분합니다(전기영동 후 방사성 프로브를 사용할 필요가 없습니다). PCR을 수행하기 위한 전제 조건은 인공적으로 합성된 프라이머를 올바르게 선택하기 위해 증폭된 DNA 영역의 뉴클레오타이드 서열을 아는 것입니다.

현재 PCR은 특정 DNA 분자 서열을 전기영동으로 확인할 수 있을 만큼 충분히 많은 수의 복제본을 얻기 위해 증폭(재생산, 복제) 과정을 반복하는 단일 튜브(single tube) 공정입니다. 이 반응의 핵심 구성 요소 중 하나는 "프라이머"입니다. 프라이머는 기질 DNA의 확인된 부위에 결합(부착)하는 "부위"(영역)에 상보적인 20~30개의 염기로 구성된 합성 올리고뉴클레오타이드입니다.

PCR은 프로그래밍 가능한 온도 조절 장치인 열 순환기(증폭기)에서 자동으로 진행됩니다. 3단계 사이클을 통해 확인된 기질 DNA 부분의 정확한 복제본이 생성되며, 이 사이클은 지정된 열 순환기 프로그램에 따라 30~50회 반복됩니다. 첫 번째 사이클에서 올리고프라이머는 원래 기질 DNA와 혼성화되고, 이후 사이클에서는 반응 혼합물에 축적되는 새로 합성된 DNA 분자와 혼성화됩니다. 후자의 경우, DNA 합성은 온도 변화 때문이 아니라 증폭된 부분의 DNA 중합효소 한계에 도달할 때 종료됩니다. 이 한계에 도달하면 새로 합성된 DNA 부분의 크기가 뉴클레오티드 한 개 단위의 정확도로 결정됩니다.

전기영동은 획득한 DNA 분자를 검출하는 방법으로 사용되며, 이를 통해 증폭된 물질은 앰플리콘(증폭 산물)의 크기에 따라 분리됩니다.

PCR은 의심되는 돌연변이나 다형성 부위의 위치를 직접 검사하는 데 사용할 수 있으며, 다른 특정 DNA 특성의 존재 여부를 연구하는 데에도 사용할 수 있습니다.

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