لماذا يستخدم كلوريد المغنيسيوم في PCR؟

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• محاكاة الجسم
• مكونات تفاعل PCR
• دور كلوريد المغنيسيوم
• آثار المغنيسيوم وفيرة
• آثار نادرة المغنيسيوم

عندما يحصل محقق موقع الجريمة أو طبيب على عينة من الحمض النووي ، غالبًا ما لا يتوفر الحمض النووي الكافي لتحليلها بشكل صحيح. من أجل محاكاة عملية نسخ الحمض النووي الخاصة بالجسم ، قام العلماء بتطوير عملية تسمى PCR يمكنها أن تتصرف مثل جهاز Xerox وتصنع نسخة بعد نسخ من عينة الحمض النووي. هناك العديد من مكونات تفاعل PCR ، وكلوريد المغنيسيوم هو أحد المكونات الأكثر حيوية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

يعمل المغنيسيوم كحافز في تفاعل PCR - يحتاج الإنزيم المطلوب لتكرار الحمض النووي إلى عمل المغنيسيوم ، ولن يعمل تفاعل PCR بدون المغنيسيوم في المزيج.

محاكاة الجسم

تم تطوير تفاعل سلسلة البوليميريز (PCR) من أجل تقليد الطبيعة الخاصة لتكرار الحمض النووي. الحمض النووي عبارة عن سلسلة متكررة من النيوكليوتيدات ، ويحتوي كل نكليوتيد على ثلاثة أجزاء. العمود الفقري للحمض النووي هو وحدة متكررة من السكر والفوسفات ، ولكل سكر قاعدة نيتروجينية مرتبطة به. هناك أربع قواعد النيتروجين. الجوانيين ، السيتوزين ، الأدينين والثيمين. يتكون الحمض النووي من شقين من فوسفات السكر يمتدان بشكل متوازٍ مع قاعدتين نيتروجين يربطان بين كل سكرين. عندما يتكاثر الحمض النووي في الجسم ، فإن الإنزيم المسمى الهليز يفكك الروابط بين القواعد النيتروجينية. وهناك إنزيم ثانٍ ، هو بوليميريز الحمض النووي ، يربط النيوكليوتيدات الجديدة بدلاً من الإنزيمات القديمة. أخيرًا ، ينضم إنزيم ثالث يسمى ligase DNA إلى الجزيئات الجديدة.

مكونات تفاعل PCR

يجب إجراء بعض التغييرات من أجل تكرار الحمض النووي في تفاعل معمل. بدلاً من الهليز ، يستخدم تفاعل PCR ببساطة الحرارة لكسر الروابط بين القواعد النيتروجينية. بوليميريز الحمض النووي البشري غير مستقر بما فيه الكفاية لتحمل درجات الحرارة هذه. يتم استخدام جزيء مماثل يسمى polymerase Taq ، أو polymerase بالحرارة ، في مكانه ، لأنه يمكن أن يتحمل متطلبات الحرارة من PCR. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب تفاعل PCR النيوكليوتيدات الحرة ، ومخزن مؤقت ، ومغنيسيوم.

دور كلوريد المغنيسيوم

كلوريد المغنيسيوم هو الطريقة المفضلة لإضافة المغنيسيوم إلى تجربة PCR. يتطلب البوليميريز القابل للحرارة وجود المغنيسيوم ليكون العامل المساعد أثناء عملية التفاعل. دوره مشابه لدور المحفز: لا يستهلك الماغنسيوم فعلياً في التفاعل ، لكن التفاعل لا يمكن أن يستمر بدون وجود المغنيسيوم.

آثار المغنيسيوم وفيرة

كلما زاد المغنيسيوم الذي يضاف إلى تفاعل PCR ، كلما كان رد الفعل أسرع. ومع ذلك ، هذا ليس بالضرورة شيء جيد. في حالة وجود الكثير من المغنيسيوم ، سيعمل بوليميريز الحمض النووي بسرعة كبيرة وغالبًا ما يرتكب أخطاء في عملية النسخ. سيؤدي ذلك إلى العديد من فروع الحمض النووي التي يتم إنتاجها والتي لا تمثل بالضرورة العينة الأصلية التي تم توفيرها.

آثار نادرة المغنيسيوم

إذا كان المغنيسيوم محدودًا في التفاعل ، فلن يذهب بسرعة كما يجب. قد تحاول تشغيل 40 دورة PCR ولكن لا تحصل على كمية النسخ التي تريدها. كل دورة من PCR تضاعف كمية الحمض النووي في أنبوب الاختبار أضعافا مضاعفة. لذلك ، بينما تبدأ بمبلغ صغير ، ينتهي بك الأمر عدة مرات في البداية. إذا لم يكن هناك ما يكفي من المغنيسيوم ، فلن يتم تنشيط بعض من بوليميريز الحمض النووي ولن يعمل. ومع ذلك ، فإن الحرارة قد تفكيك الحمض النووي الموجود بالفعل ولن يتم الانضمام مرة أخرى. لذلك ، يمكن تدمير التجربة بأكملها إذا لم يكن هناك ما يكفي من المغنيسيوم.