PCR
הם ראשי התיבות של Polymerase Chain Reaction או בעברית: תגובת שרשרת פולימראז. מדובר בשיטה מעבדתית באמצעותה ניתן לשכפל במהירות מקטעים של DNA. בשפע המדעית תהליך זה נקרא אמפליפיקציה או הגברה.
בבדיקת PCR ניתן לבצע השוואות בין DNA של פרטים באוכלוסייה, לבצע השוואות בין החומר הגנטי של חיה שנכחדה מן העולם לבין החומר הגנטי של חיה בת זמננו, לבצע בדיקת אבהות, לאבחן מחלות גנטיות וכמובן שמדובר גם באחד מהכלים החשובים ביותר בתחום הזיהוי הפלילי.
השיטה פותחה בתחילת שנות השמונים של המאה הקודמת ולמעשה היוותה פריצת דרך, שדחפה את הביולוגיה המולקולרית שנות אור קדימה, למעמד הנוכחי שלה. זאת בעיקר בשל הפשטות והקלות שבה ניתן באמצעות השיטה לשכפל כמויות זעירות של חומר גנטי פי מיליארדים תוך שעות ספורות. השיטה זיכתה את הממציא שלה, קארי מוליס, בפרס נובל לכימיה.
מה הם עקרונות הפעולה של הבדיקה?
ההכפלה של החומר התורשתי מתבצעת על ידי ההפרדה של הגדילים המרכיבים את הסליל הכפול, חיבור אנזים הנקרא Taq DNA פולימראז לאחד מהגדילים בנקודת ההפרדה על גבי פריימר וסינטזה של החומר הגנטי בהתאם לתבנית הגדיל. במסגרת הבדיקה חוזרים על השלבים עשרות פעמים, כשבכל שלב מכפילים את כמות העותקים במבחנה. הכוונה היא לכך שכשמתחילים עם עותק אחד בלבד, בסיום הסיבוב הראשון נקבל שני העתקים. עם סיום המחזור השלישי יהיו שמונה העתקים וכן הלאה.
סוג כזה של הגברה נקרא הגברה מעריכית. אם מספר הסיבובים נקרא n, אז מספר העותקים מחושב לפי n2 ולפיכך כבר אחרי שלושים שלבים בלבד, נקבל יותר ממיליארד עותקים. יש לציין כי ההגברה לעולם אינה מושלמת וזאת כיוון שישנם מספר גורמים המגבילים את התהליך. כך לדוגמה במהלך הזמן היכולת של האנזים לשכפל את המקטע פוחתת והולכת ובנוסף הגידול יתמתן וייעצר כאשר ייגמרו הנוקלאוטידים המשמשים חומר גלם.
באמצעות PCR לא מגבירים את כל החומר הגנטי אלא רק מקטע מסוים הנקבע מראש. אי לכך יש לבחור שני פריימרים, כלומר מקטעי DNA התוחמים את האזור הספציפי שמעוניינים להגביר. כל אחד מהפריימרים מתאחה עם גדיל אחד וכך למעשה מגדיר את המקטע.
שלבי הבדיקה
סך הכול השיטה כוללת שלושה שלבים המתבצעים כפי שציינו במחזוריות, כאשר כל שלב מתבצע בטמפרטורה שונה. המרכיבים של התגובה הם תבנית ה- DNA הדו גדילי, שני פריימרים לסימון המקטע, אבני הבניין של ה- DNA (נוקלאוטידים), האנזים שמבצע בפועל את השכפול ותמיסת מלחים שלמעשה מאפשרת את הקיום של התגובה.
השלבים הם פרימה (דנטורציה), איחוי (אנילינג) והתארכות (אלוגנציה). שלב הפרימה נמשך כחצי דקה בלבד בטמפרטורה של 95 מעלות צלזיוס ובמהלכו מפרידים את גדילי ה- DNA. בשלב האיחוי מאחים את הפריימרים על הגדילים המנוגדים בטמפרטורה שבין 45 ל- 70 מעלות, בהתאם לאורך ולהרכב הפריימרים ואילו בשלב ההתארכות, האנזים נקשר לפריימרים ומתחיל בסנטוז ה- DNA במורד הגליל.
האם מדובר בבדיקה מסוכנת?
כפי שציינו, הבדיקה מאפשרת לשכפל מקטע בודד של חומר גנטי מיליוני ומיליארדי פעמים, אך חומר הגלם הבסיסי המשמש לביצוע הבדיקה מופק ממקטע בודד ולפיכך לא מדובר בבדיקה פולשנית או חודרנית ולמעשה לא מדבר בבדיקה מסוכנת כלל. את הבדיקה ניתן לבצע על מקטע גנטי הנלקח על ידי שפשוף החלק הפנימי של הלחי, את הבדיקה ניתן לבצע על מקטע גנטי של אדם שהלך לעולמו ובכל מקרה כדי לבצע את הבדיקה ניתן להשתמש במעט מאוד חומר גנטי. לפיכך נטילת הדוגמית לא מעמידה את הנבדק בסיכון.
>
