La PCR, o reazione a catena della polimerasi, è una tecnica utilizzata per amplificare sequenze di DNA.È stato sviluppato per la prima volta negli anni '80 da Kary Mullis, a cui è stato assegnato il Premio Nobel per la Chimica nel 1993 per il suo lavoro.La PCR ha rivoluzionato la biologia molecolare, consentendo ai ricercatori di amplificare il DNA da piccoli campioni e studiarlo in dettaglio.
La PCR è un processo in tre fasi che avviene in un termociclatore, una macchina in grado di modificare rapidamente la temperatura di una miscela di reazione.I tre passaggi sono denaturazione, ricottura ed estensione.
Nella prima fase, la denaturazione, il DNA a doppio filamento viene riscaldato ad alta temperatura (di solito intorno ai 95°C) per rompere i legami idrogeno che tengono insieme i due filamenti.Ciò si traduce in due molecole di DNA a filamento singolo.
Nella seconda fase, la ricottura, la temperatura viene abbassata a circa 55°C per consentire ai primer di ricotturarsi alle sequenze complementari sul DNA a singolo filamento.I primer sono brevi frammenti di DNA progettati per corrispondere alle sequenze di interesse sul DNA bersaglio.
Nella terza fase, l'estensione, la temperatura viene aumentata a circa 72°C per consentire alla Taq polimerasi (un tipo di DNA polimerasi) di sintetizzare un nuovo filamento di DNA dai primer.La Taq polimerasi deriva da un batterio che vive nelle sorgenti termali ed è in grado di resistere alle alte temperature utilizzate nella PCR.
Dopo un ciclo di PCR, il risultato sono due copie della sequenza di DNA target.Ripetendo i tre passaggi per un numero di cicli (tipicamente 30-40), il numero di copie della sequenza di DNA bersaglio può essere aumentato in modo esponenziale.Ciò significa che anche una piccola quantità di DNA iniziale può essere amplificata per produrre milioni o addirittura miliardi di copie.
La PCR ha numerose applicazioni nella ricerca e nella diagnostica.Viene utilizzato in genetica per studiare la funzione dei geni e delle mutazioni, in medicina legale per analizzare le prove del DNA, nella diagnosi di malattie infettive per rilevare la presenza di agenti patogeni e nella diagnosi prenatale per individuare disturbi genetici nei feti.
La PCR è stata anche adattata per l'uso in una serie di varianti, come la PCR quantitativa (qPCR), che consente di misurare la quantità di DNA e la PCR a trascrizione inversa (RT-PCR), che può essere utilizzata per amplificare sequenze di RNA.
Nonostante le sue numerose applicazioni, la PCR presenta dei limiti.Richiede la conoscenza della sequenza target e la progettazione di primer appropriati e può essere soggetto a errori se le condizioni di reazione non sono ottimizzate correttamente.Tuttavia, con un’attenta progettazione ed esecuzione sperimentale, la PCR rimane uno degli strumenti più potenti nella biologia molecolare.
Orario di pubblicazione: 22 febbraio 2023