PCR (Polymerase-Kettenreaktion)

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Die PCR ist ein künstliches Verfahren zur Vervielfältigung der DNA, sie wird zum Beispiel bei der Untersuchung des genetischen Fingerabdruckes angewendet.

Um die DNA vervielfältigen zu können, braucht man erstmal ein Teil dieser, einen bestimmten Thermocycler mit freien Nukleotiden, DNA-Polymerase (in diesem Fall die Taq-Polymerase) und spezielle Primer mit einer definierten DNA-Sequenz und mischt alles zusammen in ein Reagenzglas o.ä.

Pro Zyklus wird die Zahl daraus entstehender DNA-Stränge exponentiell steigen. Allerdings werden keine kompletten DNA-Doppelstänge vervielfältigt, sondern immer nur ein Teil dieser. Welchen Teil legt man vorher sehr präzise mit den bestimmten oder künstlichen Primern fest. Der Vorgang ist ziemlich ‘Naturgetreu’ und läuft ähnlich ab wie die DNA-Replikation.

Der erste Schritt einer PCR ist die DENATURIERUNG, dabei erhitzt man die DNA auf ca. 95°C und löst so die Wasserstoffbrückenbindungen (WBB) welche die komplementären Basenpaare zusammenhalten, somit hat man nach diesem Schritt DNA-Einzelstränge. Der zweite Schritt ist die HYBRIDISIERUNG, hierbei kühlt man die DNA auf ca. 65°C ab (Diese Temp. verhindert das erneute Zusammenfügen der Einzelstränge), sodass sich die synthetischen Primer an die 3′-Enden anlagern können, sie haben auch nur ein komplementäres Gegenstück. Der dritte und letzte Schritt ist die POLYMERISATION, hierbei erhitzt man die DNA erneut auf ca. 70°C, denn das ist das Temperaturoptimum für die Taq-Polymerase. Diese lagert an die bereits angedockten Primer komplementäre Basen an (In die 3′–>5′ Richtung), diesen Vorgang nennt man ELONGATION und somit entstehen am Ende zwei DNA-Doppelstränge.