تفاعل البوليمراز المتسلسل التطبيقات
قد تساعد الأشكال الأقل تميزًا من بصمة الدنا في تحليل الأبوة المعتمد على الدنا، إذ يُطابَق الفرد مع أقربائه من الدرجات الأولى والثانية. يمكن تحليل الدنا من بقايا بشرية مجهولة الهوية ومقارنتها بالآباء أو الأشقاء أو الأطفال المحتملين. يمكن استخدام اختبار مماثل لتأكيد الوالدين البيولوجيين لطفل متبنى (أو مختطف). يمكن أيضًا تأكيد الأب البيولوجي الفعلي لحديثي الولادة (أو استبعاده).
ثبت أن تصميم AMGX/AMGY لتفاعل البوليميراز المتسلسل لا يُسهل تضخيم تسلسلات الدنا من كمية ضئيلة من الجينوم وحسب، بل يمكن استخدامه أيضًا لتحديد الجنس في الوقت الفعلي من عينات العظام في الطب الشرعي. وهذا لا يوفر لنا طريقة قوية وفعالة لتحديد جنس العينات القديمة فحسب، بل أيضًا لتحديد المشتبه بهم الحاليين في الجرائم.
طُبّق تفاعل البوليمراز المتسلسل على العديد من المجالات البحثية في علم الوراثة الجزيئية:
يسمح تفاعل البوليمراز المتسلسل بالإنتاج السريع لقطع صغيرة من الدنا، حتى عندما لا يُعرف أكثر من تسلسل بادئتين. تعزز مقدرة هذا التفاعل العديد من الطرق، مثل توليد مسبارات تهجين للطختي نورثرن وساوثرن. يزوّد تفاعل البوليمراز المتسلسل هذه التقنيات بكميات كبيرة من الدنا النقي، والتي تكون أحيانًا شريطًا مفردًا، ما يتيح التحليل حتى لكميات صغيرة جدًا من مادة البدء.
يساعد تفاعل البوليمراز التسلسلي أيضًا وظيفة تسلسل الدنا. يمكن أن ينتِج بسهولة الأجزاء المعروفة من دنا مريض يعاني من طفرة مرضية وراثية. يمكن للتعديلات على تقنية التضخيم أن تستخرج قطعًا من جينوم غير معروف بالكامل، أو يمكنها إنتاج شريط واحد فقط من المنطقة المرغوب نسخها.
يحتوي تفاعل البوليمراز المتسلسل على العديد من التطبيقات مقارنة بعملية تنسيل الدنا التقليدية. يمكنه استخراج قطعًا لإدخالها في ناقل من جينوم أكبر، التي يمكن أن تكون متاحة فقط بكميات صغيرة. باستخدام مجموعة واحدة من «بادئات الناقل»، يمكنه أيضًا تحليل أو استخراج أجزاء مُدخَلة بالفعل في نواقل. يمكن أن تؤدي بعض التعديلات على بروتوكول تفاعل البوليمراز المتسلسل إلى توليد طفرات (عامّة أو موجّهة نحو الموقع) للجزء المُدَرج.
مواقع واصمات التسلسل عمليةٌ يُستخدَم فيها تفاعل البوليمراز المتسلسل بمثابة مؤشر لوجود قطعة محددة من الجينوم في نسيلة معينة. وجد مشروع الجينوم البشري هذا التطبيق شديد الأهمية لرسم خرائط النسائل الكونية للسلاسل، ولتنسيق النتائج من المختبرات المختلفة.
أحد تطبيقات تفاعل البوليمراز المتسلسل المثيرة للاهتمام هو التحليل التطوري للسلالات باستخدام دنا المصادر القديمة، مثل الدنا الموجود في عظام النياندرتال المُستخرجة أو في أنسجة الماموث المجمدة أو في أدمغة المومياوات المصرية. إذ ضُخّم وسُلسِل. في بعض الحالات، يمكن أن يُعاد تجميع الدنا المتحلل بشدة من هذه المصادر خلال المراحل الأولى من التضخيم.
أحد التطبيقات الشائعة لتفاعل البوليمراز المتسلسل دراسة أنماط التعبير الجيني. يمكن تحليل الأنسجة (أو حتى الخلايا الفردية) في مراحل مختلفة لمعرفة الجينات التي أصبحت نشطة، أو التي أُوقِف عملها. يُمكن لهذا التطبيق أيضًا استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل بالزمن الحقيقي لقياس المستويات الفعلية للتعبير الجيني.
عزّزت قدرة تفاعل البوليمراز المتسلسل في تضخيمه عدة مواقع جينية في وقت واحد للحيوانات المنوية لأشخاص بشكل كبير المهمة التقليدية لرسم الخرائط الجينية من خلال دراسة التعابر الكروموسومي بعد الانقسام المنصف. لُوحظت بشكل مباشر أحداث تعابر كروموسومي نادرة بين مواقع جينية قريبة جدًا خلال تحليل آلاف الحيوانات المنوية للأفراد. وبشكل مشابه، يمكن تحليل عمليات الحذف أو الإدراج أو الانتقالات أو الانقلابات غير المألوفة، كل ذلك دون الحاجة إلى الانتظار (أو الدفع) لعمليات الإخصاب الطويلة والمرهقة والتخلّق المضغي، وغيرها.
التطفّر نوعيّ الموقع: يمكن استخدام تفاعل البوليمراز المتسلسل لإنشاء جينات طافرة مع وجود لطفرات يختارها العلماء حسب رغبتهم. يمكن اختيار هذه الطفرات من أجل فهم كيفية قيام البروتينات بوظائفها وتغيير وظيفة بروتين أو تحسينها.