PCR là gì? Đây là câu hỏi được rất nhiều người quan tâm bởi những ứng dụng rộng rãi và tiềm năng to lớn của nó trong lĩnh vực sinh học phân tử. Bài viết này, Văn Minh sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về PCR, từ nguyên lý hoạt động, ứng dụng cho đến quy trình thực hiện và các biến thể phổ biến.

 

1. PCR là gì?

PCR là một kỹ thuật sinh học phân tử cho phép nhân bản một đoạn DNA đặc hiệu từ một mẫu nhỏ, được phát minh vào năm 1983 bởi Kary Mullis, một nhà hóa sinh học người Mỹ, và nhanh chóng trở thành một kỹ thuật phổ biến trong nghiên cứu khoa học. Nó dựa trên nguyên tắc sao chép DNA tự nhiên, được thực hiện bởi các enzyme polymerase. PCR là một công cụ mạnh mẽ với nhiều ứng dụng trong nghiên cứu y học, sinh học và pháp y.

PCR được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán các bệnh nhiễm trùng như HIV, viêm gan C, lao. Nó cũng được sử dụng để xác định các đột biến gen gây bệnh, như ung thư, bệnh di truyền và các bệnh lý khác.

 

2. Nguyên lý hoạt động của PCR

Quá trình PCR bao gồm ba bước chính:

  • Biến tính (Denaturation): Mẫu DNA được làm nóng đến nhiệt độ cao (thường là 95°C) để làm tách hai sợi đơn của DNA.

  • Kết hợp (Annealing): Nhiệt độ được hạ xuống (thường là 50-65°C) để cho phép các đoạn mồi (primers) kết hợp với các vùng bổ sung trên hai sợi đơn của DNA. Các mồi là các chuỗi DNA ngắn, được thiết kế đặc hiệu cho vùng mục tiêu cần nhân bản.

  • Kéo dài (Extension): Nhiệt độ được tăng lên (thường là 72°C) để cho phép polymerase sao chép DNA bắt đầu từ vị trí mồi. Enzyme polymerase liên kết với mồi và sử dụng sợi đơn của DNA làm khuôn mẫu để tổng hợp sợi bổ sung.

vanminh.com.vn - Nguyên lý hoạt động của PCR

Nguyên lý hoạt động của PCR

 

3. Ứng dụng của PCR

PCR có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

  • Chẩn đoán bệnh: PCR được sử dụng rộng rãi trong việc chẩn đoán bệnh nhiễm trùng. Bằng cách phát hiện DNA hoặc RNA của mầm bệnh trong mẫu bệnh phẩm, PCR có thể xác định chính xác loại mầm bệnh và giúp chẩn đoán bệnh sớm.

  • Di truyền học: PCR được sử dụng để nghiên cứu di truyền học của bệnh tật, xác định các đột biến gen và nghiên cứu về tiến hóa.

  • Pháp y: PCR được sử dụng trong xét nghiệm pháp y để xác định cha mẹ, xác định cá nhân và phân tích dấu vết DNA.

 

4. Quy trình thực hiện PCR

Quy trình thực hiện PCR bao gồm các bước sau:

Chuẩn bị mẫu: Mẫu DNA được tách chiết từ tế bào hoặc mô. Cụ thể có thể tách chiết từ giọt máu, sợi tóc hoặc tế bào

Chuẩn bị dung dịch phản ứng

Dung dịch phản ứng bao gồm:

  • DNA mẫu

  • Hai mồi (primers) đặc hiệu cho vùng mục tiêu

  • Enzyme polymerase

  • Nucleotides

  • Dung dịch đệm

Chu trình PCR: Mẫu được đưa vào máy PCR và trải qua chu trình biến tính, kết hợp và kéo dài được lặp đi lặp lại nhiều lần.

Phân tích sản phẩm: Sau khi kết thúc chu trình PCR, sản phẩm được phân tích bằng điện di trên gel agarose để xác định kích thước của đoạn DNA được nhân bản.

 

5. Các biến thể của PCR

Ngoài phương pháp PCR truyền thống, có nhiều biến thể của PCR được phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng.

PCR thời gian thực (Real-time PCR)

PCR thời gian thực (real-time PCR) là một biến thể của PCR cho phép theo dõi quá trình nhân bản DNA trong thời gian thực, cho kết quả định lượng chính xác. Nó được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán bệnh, nghiên cứu di truyền học và các lĩnh vực khác. Trong đại dịch Covid-19 đã sử dụng biến thể PCR này. 

PCR lồng nhau (Nested PCR)

PCR lồng nhau (nested PCR) sử dụng hai cặp mồi lồng nhau, giúp tăng độ nhạy và độ đặc hiệu của phản ứng. Nó thường được sử dụng trong các trường hợp mẫu có nồng độ DNA thấp hoặc cần độ chính xác cao.

PCR đa nhân bản (Multiplex PCR)

PCR đa nhân bản (multiplex PCR) sử dụng nhiều cặp mồi để nhân bản nhiều vùng mục tiêu trong cùng một phản ứng, giúp tăng hiệu quả và giảm chi phí. Nó thường được sử dụng trong chẩn đoán bệnh và nghiên cứu di truyền học.

vanminh.com.vn - PCR được ứng dụng trong đại dịch Covid-19

PCR được ứng dụng trong đại dịch Covid-19

 

PCR là một kỹ thuật mạnh mẽ với nhiều ứng dụng trong nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng. Nó đã cách mạng hóa nhiều lĩnh vực khoa học, giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các vấn đề về sức khỏe và bệnh tật. Sự đa dạng của các biến thể PCR cho phép ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ chẩn đoán bệnh đến nghiên cứu pháp y và khoa học thực phẩm. PCR vẫn tiếp tục phát triển và ứng dụng của nó được dự đoán sẽ ngày càng rộng rãi trong tương lai. Hy vọng các thông tin Văn Minh vừa chia sẻ sẽ giúp ích cho bạn.

 

CÔNG TY TNHH VĂN MINH

Trụ sở chính: Số 55 Phùng Hưng – Hoàn Kiếm - Hà Nội

Liên hệ: (+84) 243 9271027 - 9271028 – 9272364

Fax: 043. 8284434

Email: sales-hn@vanminh.com.vn

Website: https://vanminh.com.vn/ 

Văn Minh chân thành cảm ơn và rất hân hạnh được phục vụ Quý Khách.

 

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: