История
Открытие дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) произошло в далеком 1869 году. Швейцарский врач Фридрих Мишер совершил это открытие, работая в центре Германии. Он изучал лейкоциты и обнаружил в них помимо белков неизвестные соединения. В ходе опытов он установил, что вещество находится в ядре клетки, и назвал его «нуклеином» от латинского nucleus — ядро. Позже, определив, что вещество проявляет свойства кислоты, она назвал его нуклеиновой кислотой.В 1983 году американский биохимик Кэри Муллис нашел способ амплифицировать ДНК. Его методику назвали «Полимеразная цепная реакция». За свой метод ученый был удостоен Нобелевской премией по химии 1993 года. А ПЦР нашла широкое применение в ДНК-тестировании.
Принципы ДНК-диагностики
Принцип любой ДНК-диагностики стоит на использовании метода искусственного синтеза копий участков нуклеиновой кислоты ДНК. В настоящее время наука обладает, пусть далеким от завершенности, но уже обширным представление о биологических механизмах на молекулярном уровне, и может искусственно запустить процесс деления ДНК в искусственной среде с помощью специальных наборов ферментов.
Как используют в медицине
Наверно самый скандальный способ применения ПЦР в медицине, который до сих пор вызывает бури негодования и конфликтов в обществе – это установление биологических родственных связей, или генетическая диагностика.
Наиболее же перспективная сфера применения этого метода это выявление наследственных заболеваний с целью последующей борьбы с заболеванием, или геномная диагностика.
Самая «мистическая» и окутанная тайной сторона применения ПЦР – это успешное использование методики для экспериментов по клонированию.
Перспективы
Хоть методики уже второе тысячелетие успешно практикуется по всему миру, все ещё есть к чему стремиться, и что усовершенствовать:
- Развитие компьютерной техники в будущем позволит значительно ускорить процесс сбора и интерпретации данных.
- Улучшение методов проведения процедуры для её упрощения и удешевления.
- При неизбежном выполнении предыдущих условий, ПЦР станет пользоваться еще большим спросом, и станет основание для множества новых исследований.
Интересные факты
Несколько интересных научных фактов:
- ПЦР может амплифицировать только короткие участки ДНК – не больше 3000 пар оснований. В ходе исследований была достигнута максимальная длина цепи для амплификации в 40.000 пар оснований. В тоже время геном человека состоит из трех миллиардов пар.
- ПРЦ позволяет не только копировать, но и сращивать участки ДНК, что применяется в исследованиях по клонированию.
- За три года до открытия ДНК Фридрихом Мишером это открытие предсказал немецкий биолог Эрнст Геккель, который предположил, что ядро клетки содержит наследуемую информацию.
Метод ПЦР
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) это экспериментальный способ увеличения количеств копий определенных участков ДНК в пробе. Методика позволяет определить наличие инфекции даже в том случае, если в образце этой инфекции содержится всего одна клетка.
Как проводится исследование
Для проведения ПЦР необходима клиника с лабораторией ДНК диагностики. Все исследования протекают в несколько основных этапов:
- Создаётся искусственная среда, например, в чашке Петри.
- В среду помещается образец (анализ для ДНК диагностики), который необходимо исследовать.
- Задаются параметры определенного участка нуклеиновой кислоты ДНК.
- С помощью специальных ферментов происходит попытка многократного копирования. Копирование происходит только в том случае, если в образце есть участок ДНК, отвечающий заданным параметрам.
- Диагностика и результаты. После серии тестов составляется подробный отчет о результатах тестирования и разъяснение этих результатов в виде рекомендаций.
Точность теста
В силу специфики самого метода, образец исследуется досконально. Если образец содержит хотя бы одну искомую клетку, она будет найдена и размножена для дальнейшего исследования. По этой же причине для чистоты эксперимента необходимо защищать образец от попадания случайных веществ с момента его сбора до попадания в лабораторию.
Сроки исследования
Сроки определения ДНК с момента сдачи анализов до момента получения готового результата могут занимать до трёх дней, и зависят от загруженности работой лаборатории и самих сотрудников. В отдельных случаях, когда требуется особая спешка, если провести исследование и интерпретацию вне очереди, что получение результата займет один день.
