Dịch vụ Xét nghiệm

Xét nghiệm

PCR (Phản ứng chuỗi trùng phân)

PCR (Phản ứng chuỗi trùng phân)

PCR là gì?

PCR (Phản ứng chuỗi trùng phân) là một kỹ thuật then chốt trong di truyền học phân tử cho phép phân tích bất kỳ một đoạn ngắn nào của chuỗi ADN (hay của chuỗi ARN) mà không phải nhân dòng vô tính đoạn ADN đó. PCR được sử dụng để tái tạo (khuếch đại) những đoạn ADN chọn lọc. Trước đây, việc khuếch đại này được thực hiện nhờ những vi khuẩn và phải mất hàng tuần. Nhưng giờ đây với kỹ thuật PCR được thực hiện trong các ống nghiệm thì chỉ mất một vài giờ. PCR hiệu quả cao đến nỗi có thể tạo ra vô số bản sao của ADN. Ngoài ra, PCR sử dụng chính những phân tử mà thiên nhiên sử dụng để sao chép ADN:

Hai “phân tử mồi” để đánh dấu vị trí bắt đầu và kết thúc của chuỗi ADN cần sao chép.

Một enzym có tên là polymerase (enzyme đồng phân hóa) chạy dọc theo đoạn ADN đó, đọc mã của ADN và lắp ráp nên một bản sao của ADN.

Rất nhiều khối bazơ mà polymerase sử dụng để xây nên bản sao của ADN.

PCR được thực hiện như thế nào?

Như ảnh minh họa, kỹ thuật PCR gồm 3 bước chính. Ba bước này được lập đi lập lại từ 30 đến 40 lần. Các vòng lập lại được thực hiện trong một máy tự động. Máy này có nhiệm vụ làm nóng rồi lại làm nguội các ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng. Mỗi bước biến tính (thay đổi cấu trúc), lắp nối và kéo dài xảy ra ở một nhiệt độ khác nhau.

1.       Biến tính: Ở 94°C, chuỗi xoắn kép ADN sẽ tan ra và tách thành các chuỗi đơn.

2.       Lắp nối: Ở 54°C, các cầu nối hydro giữa chuỗi đơn “mồi” và chuỗi đơn “khuôn” (chuỗi đơn khuôn sẽ cho khuôn mẫu để sao chép) sẽ được tạo thành rồi phá hủy. Chỉ những cầu nối chắc chắn nhất là còn tồn tại và trên đoạn ngắn ADN kép này, polymerase sẽ gắn lên và bắt đầu sao chép chuỗi đơn “khuôn”.

3.       Kéo dài: Ở 72°C, polymerase hoạt động tốt nhất. Do đó, lực hút, tạo bởi các cầu nối hydro, giữa chuỗi mồi và chuỗi khuôn mạnh hơn lực phá vỡ chúng. Kết quả cuối cùng là các bazơ bổ sung cho chuỗi khuôn sẽ được gắn kết vào đoạn mồi.

Mục đích của PCR là gì?

Để thực hiện PCR, đoạn ADN nguyên thủy cần sao chép không cần phải thuần khiết hay hiện diện với số lượng nhiều. Đoạn ADN đó có thể thuần khiết nhưng cũng có thể là phần nhỏ của một hỗn hợp nhiều chất liệu. Do đó, PCR có công dụng vô cùng rộng rãi: chẩn đoán bệnh di truyền, làm vân tay ADN, tìm vi khuẩn và virus, nghiên cứu quá trình tiến hóa của loài người, sao bản ADN của một xác ướp Ai Cập, .v.v...Từ đó, PCR đã trở thành một công cụ thiết yếu cho các nhà sinh học, các phòng thí nghiệm ADN pháp lý, và nhiều phòng thí nghiệm khác nghiên cứu về vật liệu di truyền.

PCR đã được khám phá như thế nào?

PCR được phát minh bởi Kary Mullis. Trong thời gian Mullis đang có ý tưởng về PCR vào năm 1983, ông đang làm việc tại Emeryville, California for Cetus, một trong các công ty về công nghệ sinh học đầu tiên. Ở đó, ông được giao nhiệm vụ tạo ra các chuỗi ADN ngắn cho các nhà khoa học khác sử dụng. Mullis đã viết rằng ông ấp ủ ý tưởng về PCR khi đang dạo chơi một buổi tối nọ bằng môtô trên đường cao tốc 128 Pacific Coast. Ông đang nghĩ trong đầu về một phương pháp mới để phân tích các đột biến của ADN thì ông nhận ra rằng lẽ ra ông phải phát minh ra một phương pháp khuếch đại bất kỳ đoạn ADN nào. Mullis nói rằng trước khi chuyến dạo chơi bằng môtô kết thúc thì ông đã thấy được triển vọng về một giải Nobel. Năm 1993, ông đã chia đôi giải Nobel hóa học với Michael Smith.

Như Mullis đã viết trong tạp chí Scientific American:” Bắt đầu với chỉ một phân tử di truyền ADN duy nhất, PCR có thể tạo ra hàng trăm tỷ phân tử tương tự chỉ trong một buổi chiều. Phản ứng thực hiện khá dễ dàng, chỉ cần một ống nghiệm, một vài chất phản ứng đơn giản và một nguồn nhiệt.”

HCV-PCR là gì?

Đây là xét nghiệm PCR đối với siêu vi viêm gan C (HCV). Có 3 loại HCV PCR:

1.       Xét nghiệm HCV-PCR phát hiện siêu vi: Xét nghiệm định tính này dùng để tìm xem siêu vi viêm gan C có hiện diện hay không.

2.       Xét nghiệm HCV-PCR tải trọng siêu vi: Xét nghiệm định lượng này dùng để tìm siêu vi và ước đoán số lượng siêu vi trong mỗi ml máu.

3.       Xét nghiệm HCV-PCR kiểu gen: Xét nghiệm này dùng để tìm siêu vi và định danh phân lớp HCV.

Ba xét nghiệm này có mục đích khác nhau. Xét nghiệm định tính dùng để khẳng định sự hiện diện của HCV trong máu của bệnh nhân sau khi có kết quả xét nghiệm kháng thể HCV dương tính. Xét nghiệm định lượng dùng để ước lượng thời gian điều trị cần thiết và theo dõi hiệu quả điều trị. Xét nghiệm kiểu gen thường được làm trước khi bắt đầu điều trị bởi vì nó có thể phân biệt từng phân lớp chính của HCV. Biết được phân lớp cũng là điều quan trọng, ví dụ như khi điều trị bằng interferon thì thường hiệu quả hơn trên những bệnh nhân nhiễm các phân lớp 2 hoặc 3 so với những bệnh nhân nhiễm phân lớp 1.

RT-PCR là gì?

RT-PCR (phản ứng chuỗi đồng phân hóa sao chép ngược) là một kỹ thuật có độ nhạy cao để tìm và định lượng mARN (ARN thông tin). Kỹ thuật này gồm 2 phần:

1)       Tổng hợp cADN (ADN bổ sung) từ ARN bằng quá trình sao chép ngược (RT) và

2)       Khuếch đại một cADN nào đó bằng PCR.

RT-PCR đã được FDA (Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ) công nhận là một xét nghiệm để đo tải trọng virus HIV. Nó cũng có thể được sử dụng cho các virus ARN khác như sởi, quai bị và metapneumovirus.

Bài có thể bạn quan tâm