เนื้อหา
ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) และความสัมพันธ์ทางวิทยาศาสตร์การโคลนยีนที่แสดงออกเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพสองประการในทศวรรษ 1970 และ 1980 ที่ยังคงมีบทบาทสำคัญในความพยายามที่จะเข้าใจโรค เทคโนโลยีโมเลกุลทั้งสองนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้าง DNA ได้มากขึ้นในวิธีที่ต่างกัน
ประวัติศาสตร์
นักชีววิทยาโมเลกุล Kary Mullis ปฏิวัติวิทยาศาสตร์ยีนเมื่อเขารู้สึกถึงปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) ในฤดูใบไม้ผลิปี 1983 ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 1993 การค้นพบครั้งนี้เกิดขึ้นจากการวิจัยการโคลนซึ่งย้อนกลับไปในปี 1902 ไม่มีการโคลนครั้งใหญ่เกิดขึ้นจนถึงเดือนพฤศจิกายนปี 1951 เมื่อทีมนักวิทยาศาสตร์ในฟิลาเดลเฟียโคลนตัวอ่อนของกบ การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ครั้งนี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม 1996 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการแกะ“ ดอลลี่” ลูกแกะจากเซลล์เต้านมแช่แข็ง
PCR และการโคลน
การโคลนคือการสร้างสิ่งมีชีวิตหนึ่งอย่างจากสิ่งอื่นโดยสร้างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่มียีนที่เหมือนกัน PCR ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตสำเนาพันล้านชิ้นส่วนของดีเอ็นเอภายในไม่กี่ชั่วโมง แม้ว่า PCR จะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีการโคลนนิ่งโดยการสร้าง DNA จำนวนมากที่สามารถโคลนได้ PCR ก็เผชิญกับความยากลำบากในการปนเปื้อนซึ่งตัวอย่างที่มีสารพันธุกรรมที่ไม่ต้องการสามารถทำซ้ำและผลิต DNA ผิด
PCR ทำงานอย่างไร
กระบวนการ PCR นั้นเกี่ยวข้องกับการสลาย DNA โดยการทำให้ร้อนซึ่งจะทำให้ DNA double helix ที่แยกออกมาเป็นเส้นเดี่ยวแยกกัน เมื่อเส้นเหล่านี้ถูกแยกออกเอนไซม์ที่เรียกว่า DNA polymerase จะอ่านลำดับกรดนิวคลีอิกและสร้างสายดีเอ็นเอที่ซ้ำกัน กระบวนการนี
การโคลนทำงานอย่างไร
การโคลนดีเอ็นเอเกี่ยวข้องกับการแยกแหล่งที่มาและ DNA เวกเตอร์ก่อนแล้วจึงใช้เอนไซม์เพื่อตัด DNA ทั้งสองนี้จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการผูก DNA ต้นทางกับเวกเตอร์ด้วยเอนไซม์ DNA ligase ที่ซ่อมแซมรอยต่อและสร้างสายดีเอ็นเอเส้นเดียว ดีเอ็นเอนั้นจะถูกนำเข้าไปในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตซึ่งมันเติบโตไปพร้อมกับสิ่งมีชีวิต
การประยุกต์ใช้งาน
PCR ได้กลายเป็นเครื่องมือมาตรฐานทางนิติวิทยาศาสตร์เพราะมันสามารถทวีคูณตัวอย่างดีเอ็นเอขนาดเล็กมากสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการอาชญากรรมหลายรายการ PCR ได้กลายเป็นประโยชน์สำหรับนักโบราณคดีในการศึกษาชีววิทยาวิวัฒนาการของสัตว์ชนิดต่าง ๆ รวมถึงตัวอย่างที่มีอายุหลายพันปี เทคโนโลยีการโคลนนิ่งทำให้การแยกส่วน DNA ที่มียีนเพื่อศึกษาการทำงานของยีนค่อนข้างง่าย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการโคลนนิ่งที่เชื่อถือได้นั้นสามารถใช้ในการทำฟาร์มให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยจำลองสัตว์และพืชที่ดีที่สุดและทำการทดสอบทางการแพทย์ให้แม่นยำยิ่งขึ้นโดยให้สัตว์ทดสอบที่ตอบสนองแบบเดียวกันกับยาชนิดเดียวกัน