A módszert Karry B. Mulllis fedezte fel 1983-ban, amit 1993-ban kémiai Nobel-díjjal jutalmaztak. Mullis ezzel nagy előrelépést tett a molekuláris biológia területén. Az addig ismert és használt eljárások jó részét vagy lecserélték, vagy alternatívát kínáltak az új PCR-alapú technikák. Ma már a technika több változata ismert. Jómagam is alkalmaztam egyik típusát a kutatási munkám kezdetén.
Az eljárás célja, hogy megnövelje az adott mintában található örökítőanyag (DNS vagy dezoxiribonukleinsav), illetve az egy bizonyos szakaszának mennyiségét, amely így könnyebben vizsgálható.
A DNS egy kettősspirál-szerkezetű összetett molekula, mely a sejt, a szervezet tulajdonságaira vonatkozó információt tárolja.
Az eredeti eljárás során 96 Celsius fokra való hevítés után a kettős szálú DNS kettévált, és egy, a szervezetben is megtalálható, DNS polimeráz nevű enzim (enzim: a szervezetben kémiai folyamatokat gyorsító, többnyire fehérje természetű elem) mindkét szál esetében létrehozta a a komplementer (azaz kiegészítő) szálat, így egy duplaszálú DNS-ből lett két duplaszálú DNS. Ez több ciklus után megfelelő mennyiségű DNS-t eredményezett. Mivel az enzim hőérzékeny, 96 Celsius fokon lebomlott, ezért minden ciklusban pótolni kellett. Ezen problémára adott megoldást olyan enzimek kombinációja, melyek magas hőmérsékleten stabilak és egymás hibáit kijavítják, így egy automatizálható gyors és pontos eljárás született.
A fertőző betegségek, elsősorban a bakteriális és virális betegségek diagnosztikájában azért is nagy az eljárás jelentősége, mert a kórokozót az örökítőanyaga alapján képes a szervezetből vett mintában kimutatni akár a tünetek megjelenése előtt. Ehhez a fertőzés megfelelő szakaszában kell mintát venni, amikor a kórokozó már megfelelő mennyiségben van jelen.
Néhány vírus esetében az örökítőanyag nem DNS, hanem RNS (ribonukleinsav, egyszálú DNS-hez hasonló óriásmolekula), ebben az esetben egy reverz transzkriptáz nevű enzim az RNS-t először átírja DNS-re, majd az sokszorozódik tovább. A napjainkban gyakran vizsgált koronavírus is ezen vírusok közé tartozik.
A teljesség igénye nélkül néhány fertőző betegség, amelyek diagnosztikájában a rutindiagnosztika része a fent említett eljárás: influenza, koronavírus-fertőzés, a súlyos hányással és hasmenéssel járó állapotot okozó norovírus kimutatása a székletből, kanyaró, rózsahimlő kimutatása magzatvízből vagy magzati vérből az anya fertőződése esetén.
Dr. Deák Éva PhD
Forrás:
Dr. Wunderlich Lívius (2014) : Molekuláris biológiai technikák, Typotex Kiadó
Dr. Feigl Viktória: Polimeráz láncreakció
Gerd Herold és munkatársai (2017): Belgyógyászat, Medicina Könyvkiadó Zrt. Budapest