PCR అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది?

PCR, లేదా పాలిమరేస్ చైన్ రియాక్షన్, DNA శ్రేణులను విస్తరించడానికి ఉపయోగించే ఒక సాంకేతికత.దీనిని మొదటిసారిగా 1980లలో క్యారీ ముల్లిస్ అభివృద్ధి చేశారు, అతను తన పనికి 1993లో రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నాడు.PCR మాలిక్యులర్ బయాలజీని విప్లవాత్మకంగా మార్చింది, పరిశోధకులు చిన్న నమూనాల నుండి DNA ని విస్తరించడానికి మరియు దానిని వివరంగా అధ్యయనం చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

PCR అనేది థర్మల్ సైక్లర్‌లో జరిగే మూడు-దశల ప్రక్రియ, ఇది ప్రతిచర్య మిశ్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను వేగంగా మార్చగల యంత్రం.మూడు దశలు డీనాటరేషన్, ఎనియలింగ్ మరియు పొడిగింపు.
 
మొదటి దశలో, డీనాటరేషన్, రెండు తంతువులను కలిపి ఉంచే హైడ్రోజన్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి డబుల్ స్ట్రాండెడ్ DNA అధిక ఉష్ణోగ్రతకు (సాధారణంగా సుమారు 95 ° C) వేడి చేయబడుతుంది.దీని ఫలితంగా రెండు సింగిల్ స్ట్రాండెడ్ DNA అణువులు ఏర్పడతాయి.
 
రెండవ దశలో, ఎనియలింగ్, ఉష్ణోగ్రత దాదాపు 55°Cకి తగ్గించబడుతుంది, ఇది ప్రైమర్‌లను సింగిల్-స్ట్రాండ్డ్ DNAపై కాంప్లిమెంటరీ సీక్వెన్స్‌లకు ఎనియల్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.ప్రైమర్‌లు DNA యొక్క చిన్న ముక్కలు, ఇవి లక్ష్య DNAపై ఆసక్తిని కలిగి ఉండే క్రమాలను సరిపోల్చడానికి రూపొందించబడ్డాయి.
 
మూడవ దశలో, పొడిగింపులో, టాక్ పాలిమరేస్ (ఒక రకమైన DNA పాలిమరేస్) ప్రైమర్‌ల నుండి DNA యొక్క కొత్త స్ట్రాండ్‌ను సంశ్లేషణ చేయడానికి అనుమతించడానికి ఉష్ణోగ్రత దాదాపు 72°Cకి పెంచబడుతుంది.టాక్ పాలిమరేస్ వేడి నీటి బుగ్గలలో నివసించే బాక్టీరియం నుండి తీసుకోబడింది మరియు PCRలో ఉపయోగించే అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలదు.

PCR యొక్క ఒక చక్రం తర్వాత, ఫలితం లక్ష్యం DNA క్రమం యొక్క రెండు కాపీలు.అనేక చక్రాల (సాధారణంగా 30-40) కోసం మూడు దశలను పునరావృతం చేయడం ద్వారా, లక్ష్య DNA క్రమం యొక్క కాపీల సంఖ్యను విపరీతంగా పెంచవచ్చు.దీనర్థం మిలియన్ల లేదా బిలియన్ల కాపీలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రారంభ DNA యొక్క చిన్న మొత్తం కూడా విస్తరించబడుతుంది.

 
PCR పరిశోధన మరియు రోగనిర్ధారణలో అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.ఇది జన్యువులు మరియు ఉత్పరివర్తనాల పనితీరును అధ్యయనం చేయడానికి జన్యుశాస్త్రంలో, DNA సాక్ష్యాలను విశ్లేషించడానికి ఫోరెన్సిక్స్‌లో, వ్యాధికారక ఉనికిని గుర్తించడానికి అంటు వ్యాధి నిర్ధారణలో మరియు పిండాలలో జన్యుపరమైన రుగ్మతలను పరీక్షించడానికి ప్రినేటల్ డయాగ్నసిస్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
 
PCR పరిమాణాత్మక PCR (qPCR) వంటి అనేక వైవిధ్యాలలో ఉపయోగం కోసం కూడా స్వీకరించబడింది, ఇది DNA మొత్తాన్ని కొలవడానికి మరియు రివర్స్ ట్రాన్స్క్రిప్షన్ PCR (RT-PCR)ని అనుమతిస్తుంది, ఇది RNA సీక్వెన్స్‌లను విస్తరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

అనేక అప్లికేషన్లు ఉన్నప్పటికీ, PCRకి పరిమితులు ఉన్నాయి.దీనికి లక్ష్య శ్రేణి మరియు తగిన ప్రైమర్‌ల రూపకల్పన గురించి జ్ఞానం అవసరం మరియు ప్రతిచర్య పరిస్థితులు సరిగ్గా ఆప్టిమైజ్ చేయకపోతే అది లోపానికి గురయ్యే అవకాశం ఉంది.అయినప్పటికీ, జాగ్రత్తగా ప్రయోగాత్మక రూపకల్పన మరియు అమలుతో, PCR పరమాణు జీవశాస్త్రంలో అత్యంత శక్తివంతమైన సాధనాల్లో ఒకటిగా మిగిలిపోయింది.