Наука и жизнь, 2000 № 05 | страница 12
— Неужели все эти тонкие операции тоже автоматизированы?
— Именно так. Я вам сейчас прямо у нас в лаборатории покажу автомат, выполняющий секвенирование, — он не больше телевизора.
И, наконец, третье великое изобретение, оно сокращенно называется ПЦР, и сделал его американец Кари Мулис сравнительно недавно, лет пятнадцать назад. Он буквально совершил переворот как в самой биотехнологии, так и в некоторых областях от нее, казалось бы, далеких.
Упрощенная схема ПЦР — полимеразной цепной реакции, позволяющей получать практически неограниченное количество копий любого участка ДНК. В пробирку помещают пробу ДНК (а) и вместе с ней так называемые праймеры, или затравки, заранее подготовленные синтетические кусочки одной нити ДНК, точно совпадающие по строению с концами того отрезка ДНК (гена), который надо размножить. Кроме того, в раствор добавляют нуклеотиды — строительные блоки ДНК и фермент полимеразу. Раствор нагревают до 95 °C, и нити ДНК расходятся (б). Смесь охлаждают до 50–65 °C, тогда праймеры прикрепляются к своим участкам ДНК на каждой нити (в). Температуру поднимают до 72 °C, и полимераза начинает присоединять к праймеру нужные нуклеотиды из раствора, пользуясь нитью ДНК как шаблоном (г). Получается точная копия участка ДНК от одного праймера до другого, то есть вместо одной двойной нити ДНК две такие нити (д). Цикл изменения температуры можно повторять сколько угодно (он занимает несколько минут), и каждый раз число нитей ДНК удваивается. Через 30 циклов мы получаем около миллиарда копий нужного гена.
— Например…
— Например, в криминалистике. Аббревиатура ПЦР расшифровывается, как полимеразная цепная реакция. Суть процесса в том, что, начав с одного-единственного фрагмента ДНК, вы копируете его и увеличиваете количество копий именно в режиме цепной реакции: после первого цикла у вас уже есть 2 фрагмента, после второго цикла — 4, после третьего — 8, после четвертого — 16, затем 32, 64, 128, 256… С каждым циклом происходит удвоение числа копий, и после двадцати циклов счет уже идет на миллионы, а после тридцати — на миллиарды. Цикл длится считанные минуты и сводится к определенному изменению температурного режима в очень небольшом химическом реакторе. Здесь в растворе в достаточном количестве находятся все нужные компоненты синтеза, прежде всего, нуклеотиды А, Г, Т и Ц, а также проведены тонкие подготовительные химические операции для того, чтобы с каждого готового отрезка ДНК тут же снималась точная копия, затем с этой копии — снова копия, в этом и состоит разветвленная цепная реакция.
