دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یا DNA و روش های تکثیر آن مانند واکنش زنجیره ای پلیمراز از اهمیت بسیاری برخوردار است. DNA ساختاری مارپیچی در داخل هسته سلول است که در ذخیره سازی اطلاعات ژنتیکی و چهار باز اصلی زندگانی به نام آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین نقش دارد.
DNA و اهمیت آن
این ساختار نردبانی و مارپیچ توسط واتسون و کریک کشف گردید. DNA و ساختار آن امروزه یکی از اصلی ترین و پر رمز و راز ترین موضوعات مربوط به علوم پزشکی، ژنتیک، علوم سلولی و مولکولی و بیوتکنولوژی است. اهمیت اصلی DNA در توانایی آن، جهت کنترل تشکیل پروتئین ها است که به واسطه ژن های موجود در داخل توالی DNA انجام می گیرد.
واکنش زنجیره ای پلیمراز یا PCR
واکنش زنجیره ای پلیمراز یا به اختصار PCR یک تکنیک آزمایشگاهی در علوم پزشکی و زیر شاخه های مرتبط با آن به خصوص علم زیست شناسی سلولی و مولکولی است که در سال ۱۹۸۳ توسط دکتر مولیس اختراع گردید. اختراع این تکنیک تحول عظیم، بی نظیر و شایان ذکری در دنیای علم بود و اهمیت بسیار زیاد آن سبب گردید جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۹۳ به این دانشمند اهدا گردد. دکتر مولیس با اشراف کامل بر مراحل همانند سازی DNA و استفاده از آنزیم DNA پلیمراز باکتری اشرشیاکلی توانست فرآیند همانند سازی طبیعی DNA را به شکل مصنوعی در محیط آزمایشگاه درآورد. واکنش زنجیره ای پلیمراز از لحاظ علمی به معنای تکثیر و ازدیاد یک توالی خاص و هدفمند از DNA جهت افزایش مقدار آن توالی به منظورهای متفاوت است. واکنش زنجیره ای پلیمراز در طی ۳ مرحله صورت می پذیرد.
تجهیزات PCR
برای انجام این روش ابتدا باید DNA بافت مورد نظر را از بافت استخراج نمود. تجهیزات آزمایشگاهی مورد نیاز جهت انجام این واکنش، توسط شرکت های متفاوت داخلی و خارجی تولید می گردند. این تجهیزات از قیمت های بالایی برخوردار است و هزینه زیادی را بر متقاضی اعمال می نمایند. این تکنیک آزمایشگاهی امروزه در تمامی علوم مانند ژنتیک، بیوتکنولوژی، نانوتکنولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمی، میکروبیولوژی، ایمونولوژی، انگل و قارچ شناسی و حتی علوم اعصاب نیز کاربردی شده است.
کاربردهای PCR
از جمله کاربردهای PCR می توان به تهیه نسخه های متعدد از یک ژن اشاره نمود. این کار یعنی در دست داشتن تعداد زیادی از نسخه های ژن هدف در بسیاری از مطالعات مورد نیاز و این واکنش می تواند این احتیاج را برطرف نماید. از کاربردهای دیگر این واکنش زنجیره ای می توان به اطمینان از حضور و یا عدم حضور یک ژن هدف نام برد. در برخی مطالعات نیاز به این است که بدانیم آیا ژنی که مد نظر است در موجود بیان می گردد یا خیر، پاسخ این سوال با انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز میسر می گردد. امروزه بحث تعیین جنسیت و آزمایشات غربالگری پیش و پس از بارداری به بحثی عمومی در جوامع بشری تبدیل شده است. استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز یا همان PCR از اقدامات اصلی در انجام این آزمایشات است که به تشخیص بیماری های وراثتی پیش از تولد جنین کمک می نماید.
از این متود در تشخیص بیماری های ناشناخته و یا حتی عوامل ایجاد کننده این بیماری ها نیز می توان کمک گرفت. تعیین ژنوتیپ گروه های خونی، تعیین و تشخیص انواع سرطان ها و اختلالات ژنتیکی و در مباحث بسیار جالب و قابل توجه مانند پزشکی قانونی، تعیین اثر انگشت و بحث های جنایی، تشخیص بیماری های ویروسی، تشخیص هویت در اجسادی که در حوادث رانندگی و سوختگی ها به شدت آسیب دیده اند و قابل شناسایی نیستند از جمله کاربردهای این روش بسیار کاربردی است. تکنیک PCR در علوم دامپروری و کشاورزی نیز کاربردهای بسیاری دارد و در تولید محصولات دامی و کشاورزی نوترکیب و جدید از آن استفاده می شود. استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز در علم داروسازی و پزشکی نیز از جایگاه بالایی برخوردار است و از آن در جهت تولید هورمون های مصنوعی مانند انسولین و سایر هورمون ها استفاده می گردد. استفاده از این روش آزمایشگاهی جهت بررسی تاثیر یک پیش درمانگر یا درمانگر بر بیان یک ژن خاص بسیار مرسوم و قابل اعتماد است. امروزه این متد آزمایشگاهی، روشی شایع در تمامی پروژه ها و پایان نامه های تحقیقاتی به شمار می آید و هر روزه کاربرد آن، تجهیزات مورد نیاز آن و انواع جدیدتر آن در حال توسعه است. کارگاه های آموزشی عمومی و خصوصی در سراسر کشور مراحل و نحوه انجام این روش آزمایشگاهی را در اختیار کارآموزان دانشجو و آزاد قرار می دهد.
