Polimeraz Zincirleme Reaksiyonu

 Polimeraz zincir reaksiyonu, PCR, bakterilerde klonlamaya göre daha kesin ve daha etkilidir. Yalnızca ilgili DNA parçası kopyalanır ve tüm süreç birkaç saat içinde tamamlanabilir. PCR, hızlı olmasının yanı sıra çok hassastır: Bir suç mahallinde bir damla kandaki veya enfekte bir hastanın dokularında veya sıvılarındaki az sayıda virüsten eser miktarda DNA'yı bile çoğaltmak için kullanılabilir. Amplifiye edildikten sonra DNA dizilenebilir, manipüle edilebilir ve deneylerde kullanılabilir. 

PCR, Kary Mullis adında genç bir biyokimyacının icadıydı. Bu fikir ona Kuzey Kaliforniya'da dağlarda araba sürerken geldi ve bu ona 1993'te Nobel Ödülü kazandırdı. 

PCR'yi başlatmak için, primerler olarak adlandırılan DNA'nın tasarlanmış bölümleri, bir hedef bölümünün başında ve sonunda belirlenmiş dizilere bağlanır. DNA Primerler, DNA polimerazın çift sarmallı DNA molekülü boyunca her iki yönde kopyalamaya nereden başlayacağını söyler. Hedef DNA, primerler, DNA polimeraz ve bir nükleotid kaynağı, karışımı otomatik olarak ısıtan ve ardından soğutan bir makine olan bir termal döngüleyicide birlikte karıştırılır. Her bir PCR döngüsü üç adımdan oluşur: 

1.Karışımın ısıtılması (yaklaşık 90°C'ye kadar) hedef DNA'nın iki zincirini bir arada tutan hidrojen bağlarını "eritir" ve iki zincir ayrılır. Karışımın soğutulması, primerlerin seçici olarak bağlanmasına izin verir. 

2.DNA polimeraz, primerlerin bağlandığı yerden başlayarak, hedef DNA'nın her bir zinciri için tamamlayıcı zincirleri bir araya getirerek işe başlar. "İlk döngünün sonundaki ürün, her biri bir orijinal iplik ve bir yeni iplikten oluşan, kopyalanmış DNA molekülleridir. 

3.Isıtma ve soğutma döngüsü tekrarlandığında, bu moleküllerin her biri ayrılacak ve yeni tamamlayıcı ipliklerin bir araya gelmesinde bir şablon görevi görecektir. DNA miktarı her döngüde ikiye katlanır.

PCR'nin anahtarı, çift sarmallı DNA'yı ayırmak için gereken yüksek sıcaklıklarda hayatta kalabilen özel olarak seçilmiş bir DNA polimerazdır. Bu sıcaklıklar çoğu proteini yok eder, ancak PCR'de kullanılan DNA polimeraz, kaynama sıcaklıklarının normal olduğu ortamlarda, kaplıcalarda ve hidrotermal havalandırmalarda gelişen bir bakteriden izole edilmiştir. Bakteriye Thermus aquaticus ve enzime Taq ("yapışkan") polimeraz denir. "Isıtma, soğutma ve kopyalamayı içeren PCR döngüsünün her tekrarı sadece beş dakika sürer. Bu döngülerin otuzu, bir orijinal DNA dizisinden bir milyardan fazla kopya üretir. Yeni kopyalanan DNA daha sonra adli tıp ve tıbbi teşhisten babalık testine kadar çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. Eski örneklerden izole edilen DNA, canlılar arasındaki evrimsel ilişkiler hakkında ilginç keşiflere yol açan PCR kullanılarak da kopyalanabilir. Örneğin, artık çoğumuzun genomlarımızda bir miktar Neandertal DNA'sı taşıdığını biliyoruz. PCR ve ardından DNA dizilimi, 2012 yılında İngiltere'de bir otoparkın altına gömülü olarak bulunan bir iskeletin 1485'te savaşta ölen Kral III. Richard'dan başkasına ait olmadığını doğrulamak için kullanıldı.”