Reazione di polimerizzazione a catena (PCR)

La storia della PCR

“Stasera cucino: i miei ingredienti sono gli enzimi e i prodotti chimici che ho a disposizione alla Cetus. Sono un ragazzino cresciuto, con una macchina nuova e una donna che mi dorme accanto. Ma adesso c’è un grosso, eccitante problema da risolvere: Quale sofisticata diavoleria riuscirò a inventarmi stanotte per leggere la sequenza del re delle molecole? Sto parlando del big one (il gigante n.d.r.): del DNA. Ci sono ottimi motivi per volerci riuscire. Spesso nascono bambini affetti da malformazioni genetiche, che producono a volte conseguenze tragiche come muscoli che deperiscono e muoiono. Se potessimo leggere le impronte digitali del DNA, eventi simili potrebbero essere previsti ed evitati”  

Tratto da  ”Ballando nudi nel campo della mente”

Kary Mullis premio nobel per la chimica 1993 per la scoperta della  PCR

 La “diavoleria” inventata dall’eccentrico premio nobel, Kary Mullis, si chiama reazione di polimerizzazione a catena (PCR, acronimo della traduzione in inglese Polymerase chain reaction). Questa reazione scoperta e ideata dal surfista premio Nobel permette di amplificare, cioè aumentare il numero di copie di un tratto (sequenza) di DNA grazie all’utilizzo di una serie di “ingredienti”.

Gli “ingredienti” – PCR

DNA templato: sequenza di DNA che si vuole amplificare

Primer: sono delle piccole sequenze di DNA disegnate per appaiarsi alla regione di DNA che si vuole amplificare, che permetto l’innesco della reazione. (vedi animazione)

Oligonucleotidi: sono le basi azotati libere, cioè non legate fra di loro: i mattoni

Enzima (Taq polimerasi): è il “trasformatore”, colui il quale “fotocopia” il DNAche si vuole ampliare.

Procedimento – PCR

PCRPer prima cosa la doppia elica del DNA templato viene denaturata, cioè i due filamenti vengono separati applicando una elevata temperatura. Successivamente i due primer si appaiano rispettivamente ai due filamenti separati. A questo punto l’enzima taq polimerasi si aggancia a questo complesso e comincia a copiare l’informazione presente sul filamento di DNA templato. Questo enzima svolge la funzione di “copiatore-costruttore”: “costruisce” la copia del filamento templato utilizzando gli oligonucleotidi liberi presenti nella reazione. Al termine i filamenti “nuovi” così costruiti,  si riuniscono per formare la copia del DNA a doppio filamento. Questo ciclo viene ripetuto per diverse volte in base al numero di copie che si vuole ottenere applicando cicli di temperature che permettono la denaturazione e la ri-naturazione del DNA (vedi animazione). Grazie alle nuove tecniche, questa reazione è stata messa a punto per essere utilizzata in diversi campi: per la diagnosi di malattie genetiche; individuazione di sequenze di DNA di organismi patogeni in campioni clinici; identificazione genetica in campioni forensi (estrazione di DNA da capelli o sperma e successivo confronto).

Animazione-pcr

Elisabetta Fumagalli

About Elisabetta Fumagalli

Elisabetta Fumagalli, laureata presso l’università di Milano Bicocca in biotecnologie industriali nell’Aprile del 2007, con la Passione per le strutture chimiche, collabora per circa due anni con il CNR, laboratorio di NMR e di Biologia e Biotecnologie Agraria su un progetto inerente analisi dei metaboliti prodotti da piante transgeniche e su matrici alimentari mediante Risonanza Magnetica Nucleare. Attualmente lavora presso una multinazionale farmaceutica in cui si occupa di Quality Assurance Compliance. Scarica il Curriculum