3 Июля 2019

Что такое «ПЦР», насколько эта методика эффективна и стоит ли доверять её результатам? Где, и в каких случая она применяется? Поговорим о тестах, ставших повседневными, и о тестах не столь известных. А так же, что показывает ПЦР, далее в этой статье.

Полимеразная цепная реакция (PCR)

Полимеразная цепная реакция это технология позволяющая выделить из двойной спирали ДНК участок с конкретным геном, размножить его и изучить. Открытие ПЦР в биологии и генетике, по своей значимости можно сравнить с изобретением микропроцессора в мире компьютерных технологий. Новые возможности, которые дала методика, взбудоражили научный мир.

Методика вдохнула новую жизнь в молекулярно-генетические исследования, и сделал возможными многие тестирования, которые по разными причинам были не выгодны, или не доступны широким массам.

Плюсы и минусы

Как и большинства сложных и высоких технологий, у полимеразного метода присутствуют, как достоинства, так и недостатки. В двух слова;

Из полюсов:

  1.     Превосходная точность результатов исследования. Если вся технология соблюдена в точности, то вероятность ошибки в результатах стремится к сотым долям процента.
  2.     Обширный выбор материалов для анализа. Полимеразная цепная реакция позволяет извлечь из образца любой генетический материал, который может в нём содержаться. Благодаря этому можно с равным успехом исследовать образцы слюны, крови, волос (с луковицами), ногтей, окурков от сигарет т.д.
  3.     Сверхраннее диагностирование. Других универсальных методик способных обнаружить любую известную инфекцию на ранней стадии, до возникновения симптомов инфекционного заболевания, нет. Эта же методика, позволяет обнаружить дремлющие наследственные болезни, которые проявляют себе в разных поколениях по разному.
  4.     Один метод ПЦР породил множество тестов, отвечающих разным тематикам исследований во многих отраслях человеческой деятельности.

Из Минусов:

  1.     Высокая стоимость. Конечно тестов много, и стоят они по-разному, но самые информативны исследования всё ещё стоят не дешево. Но стоит учитывать, что всего за пару десятилетий технология сделала скачек стоимости в 100.000$ за полное исследование ДНК одного человека в лаборатории США, до ценника в районе 20-30 тысяч рублей в вашем или соседнем городе.
  2.     Нехватка специалистов высокого уровня профессиональной подготовленности. Отчасти это сказывается и на конечной стоимости тестирования – генетика отрасль относительно молодая и развивающаяся. Общество не успевает изменяться под новые потребности в специалистах, как и само медленно привыкает к новым услугам и инновациям.
  3.     Результаты теста будут искаженны, если образец для исследования был случайно или намеренно загрязнён. Тот момент, когда в очередной раз кажется, что безупречность почти достигнута. Но точность анализа настолько высока, что это является её плюсом и минусом одновременно.

Кому нужна диагностика

Поскольку ПЦР позволяет выявить даже мигрирующие из поколения в поколение наследственные заболевания в их скрытой фазе, провести такое исследование наверно будет полезно каждому. Конечно, не всем такие знания кажутся насущными и необходимыми здесь и сейчас, Но, думается, что по мере развития цивилизации будут расти и успехи медицины и генетики. А новые открытия позволят далеко продвинуться в достижении долголетия и здоровья. К тому момент, тест на наследственность вполне может стать обыденным и обязательным для всех анализом.

Пока же этого не случилось, чаще всего тест необходим в таких случаях:

  1.     При возникновении подозрений о получение заболевания половым путем, или через укол, попадание зараженной крови на слизистые или открытые раны (достаточно небольшого пореза), нападение диких и одичавших животных, случайная травма об окружающие предметы, например, наступить в поле на старый гвоздь.
  2.     Для уточнения диагноза, сделанного иными средствами, особенно в случаях, когда лечение даёт не специфическую реакцию организма.
  3.     Для установления родственных связей для заявления прав на наследство, или в алиментной тяжбе.
  4.     Для идентификации личности человека.

Остальные тестирование больше относятся к сферам индивидуальных интересов. Кому интересно узнать, что показывает расшифровка всех народностей в его роду. Кто-то пытается планировать будущего ребенка и тестируется на совместимость. Кто-то решил заменить ДНК-тестом диетолога, и получить индивидуальные инструкции, советы по правильному питанию.

Специфика

Специфика всех тестов на основе метода обследования ПЦР в том, что его результаты не могут быть ложноположительными. То есть, если результаты анализа говорят о присутствие ДНК возбудителя болезни, оно точно имеется в пробе. Но из-за такой точности при несоблюдении всего технологического процесса в стерильных условиях, есть риск понести расходы на исследование и провалить его, когда загрязнение будет обнаружено и определено. Что выявляет некоторую слабость методики.

Поэтому, лучше всего обращаться за ДНК-тестирование в специализированную клинику со своей собственной хорошо оборудованной лабораторией. Создание таких учреждений происходит с большими вложениями, как в оборудование, так и в квалифицированный персонал.

Применение ПЦР

Спектр применения технологии полимеразной цепной реакции столь широк, что позволяет проводить различные исследования молекулярно-генетической направленности. Метод используется, как для ДНК-тестов, ставших быстрыми и повседневными, так и для изучения ещё не изученных структур ДНК

И всё благодарят тому, что технология позволяет извлечь из любого количества ДНК интересующий исследователя участок, размножить его и провести глубокий анализ его свойств в различных формах, посредством изучения химических реакций. Таким образом, ПЦР выявляет, позволяет наблюдать зависимости между генами и изучать их совместные реакции на искусственные экспериментальные раздражители.

 


 

Проведение ПЦР

ПЦР исследование, что это такое? ПЦР диагностика проводится в специальном аппарате – амплифакторе. Это прибор, в который устанавливаются пробирки с биологическими пробами. В зависимости от исследования амплифактор настраивается на нужное количество циклов и начинает попеременно нагревать и охлаждать пробирки, в которых в это время идут реакции. При этом создаётся однородность температуры по всей внутренней камере, необходимая температура задается буквально в один миг и регулируется с точностью до 0,1 градуса.

Такая точность при нагреве и охлаждении необходима для того, что бы ни превысить пороговые значения и не испортить биоматериал.

Что необходимо для проведения, или, что определяет ПЦР:

  •  Буферный раствор;
  •  ДНК-матрица с содержанием искомого участка генов для амплификации;
  •  Термоустойчивая ДНК-полимераза;
  •  Ионы Mg2+;
  •  Два коротких фрагмента нуклеиновой кислоты для запуска синтеза комплементарной цепи с помощью ДНК-полимеразы.

Ход реакции

Один цикл реакции протекает в три стадии:

  •  Стадия нагревания. Спираль ДНК в пробе нагревается на период от половины до двух минут на 94-96 градусов. Под воздействием высоких температур цепи ДНК распадаются на отдельные фрагменты
  •  На второй стадии, как бы вылавливаются необходимые фрагменты с помощью праймеров и сплавляются. Эта стадия проходит при температуре немного ниже, на 4-5 градусов и называется «отжигом». Продолжительность стадии так же варьируется от половины до двух минут.
  •  Добавляется специальный фермент для запуска самовоспроизводства (синтеза) «пойманного» участка генов – ДНК-полимераза. И этот фермент запускает реакцию удваивания фрагмента, используя стартовый фрагмент, как матрицу для синтезирования копии. Протекает реакция при 72 градусов от 10 до 12 минут.

Обычно одно исследование составляет от 20 до 35 подобных циклов.

Подготовка материала

Главное при подготовке биоматериала для анализа это собрать его желательно в более стерильном виде - без посторонних примесей. Для этого имеются рекомендации к гигиеническому графику, употребления фармакологических веществ и прочие.

Похожие требования и к транспортировке проб – они должны быть упакованы в подходящие для этого чистые контейнеры, и в некоторых случаях, так же требуется соблюдение особого теплового режима хранения.


Сдача анализов

Анализ методом ПЦР требует особой аккуратности. Поскольку главное требование всей процедуры это идеально чистый образец для пробы, многие анализы сдаются непосредственно в клинике: кровь, другие физиологические жидкости, иногда ткани.

Самый простой метод сбора биоматериала это сбор слюну с внутренней полости рта на ватную палочку. Способ прост, выполняется на дому, но подходит не для всех тестов.

Отдельно протекает подготовка нестандартных образцов, что индивидуально и лучше проконсультироваться у клиники, в каком прядке она их примет.

Подготовка у мужчин

У мужчин нет особенностей при сдаче анализов на различные тесты. Но, в случае тестирование на наличие половых инфекций рекомендуется повышенная интимная гигиена, не менее пары суток воздержания, и не справлять естественные малые потребности за трое часов до процедур.

Подготовка у женщин

Для женщин наставлений, запретов и рекомендаций к сдаче несколько больше:

  •  Не переусердствовать с интимной гигиеной и не использовать мыла с антибиотиками.
  •  Вообще любой прием антибиотиков более чем за 4 недели до сдачи анализов запрещён.
  •  Имеются запреты и на специфические интимные средства. Поэтому, для верности соблюдения допусков проще ограничиться стандартной гигиеной. И ограничиться желательно за месяц до сдачи анализов.
  •  Запрещена сдача анализов в особо острые дни месячных женских циклов.
  •  Запрещаются близкие интимные контакты за 48 часов до проведения процедур.


Расшифровка результатов ПЦР

Когда речь идет всего лишь о выявлении заболевания, из всего спектра возможности полноценной диагностики, расшифровка, как и сам тест довольно просты. Высокая точность анализа позволяет выявить самые незначительные следы присутствия чужеродной ДНК, размножить её до необходимых объемов и исследовать.

С непривычки, такое точное диагностирование, выявляющее заболевания на сверхранней стадии, может вызвать недоверие к результатам. Симптомов нет, самочувствие хорошее, а результаты теста говорят об обратном. Если в теме о проблемах здоровья можно, как-то говорить о везении, то выявить заболевание так рано и сразу начать его лечение - это своего рода удача.

Тем временем за расшифровкой каждого известного гена стоят десятилетия непрерывных исследований ведущих университетов разных стран мира. Например, один из самых длительных из известных исследовательских проектов, проект «геном человека», продолжался без малого 13 лет к ряду. За время проведения  только этих исследований было изучено около 25 тысяч генов, составляющих человеческую ДНК.

Проверка на ВИЧ

У ДНК-анализа не ВИЧ имеется несколько специфических особенностей и рекомендаций:

  1.     Если произошел нежелательный контакт с ВИЧ инфицированным человеком, то анализы на проведение диагностики необходимо сдавать не ранее 14 суток, после него.
  2.     Во время проведения диагностирования в образце происходит поиск не ДНК-вируса, а клеток им уже поврежденных. Эти клетки несут в себе специфическую вирусную информацию, которая самокопируется в незаражённые клетки.
  3.     Хоть синдром иммунодефицита и остаётся одной из самый опасных болезней. Но, период истерии средств массовой информации по её поводу сильно омрачил её, и без того опасные особенности. Заразность даже при попадании инфицированной крови в кровь здоровую составляет 85%, что много не 100%. При прочих же контактах она составляет не более чем от 1% до 10%.
  4.     Сроки получения готовых результатов анализов находятся в пределах от 4 до 7 дней.


Поделиться:

Смотрите также

Предыдущая статья Следующая статья