د پولیمیرېز ځنځیري تعامل

د پولیمیرېز ځنځیري تعامل (په انګلیسي: polymerase chain reaction) یا PCR، په چټکه توګه د یوې ځانګړې DNA نمونې (بشپړو یا برخیزو) میلیونونو تر میلیاردونو کاپي‌ګانو جوړولو لپاره په پراخه توګه کارېدونکی مېتود دی او د ساینس‌پوهانو لپاره زمینه برابروي ترڅو د DNA یوه کوچنۍ نمونه واخلي او د ژورې مطالعې لپاره یې په بشپړه توګه پراخه کړي. PCR په ۱۹۸۳ز کال کې، په سېتوس شرکت کې د بیوکېمیاپوه کاري مولیس له‌خوا اختراع شو؛ مولیس او بیوکېمیاپوه مایکل سمېت ته، چې د DNA تنظیم یا لاس‌وهنې لپاره یې نورې اساسي لارې موندلې وې، په ګډه د کېمیا نوبل جایزه په ۱۹۹۳ز کال کې ورکړل شوه.

PCR، د DNA لرغونو نمونو شننې او د انتاني لاملونو د پېژندنې په شمول، په جنتیکي ازمایښتونو او څېړنه کې د ډېرشمېر کارېدونکو مېتودونو لپاره یو بنسټ دی. د PCR په کارولو سره، د DNA لړیو د خورا کوچنیو ټوټو کاپي‌ګانې، په تصاعدي توګه، د تودوخې بدلونونو په یولړ دورانونو کې غښتلې کېږي. اوس‌مهال، PCR یو معمول او تر ډېره اړین تخنیک دی چې په طبي ازمایښتي څېړنو کې، د بیومیدیکل څېړنې او جنایي عدلي طب په شمول، په بېلابېلو برخو کې کارونه لري.

د PCR ډېري مېتودونه د تودوخیز دوران پر بنسټ ولاړ دي. تودوخیز دوران تعامل کوونکي مواد د تودوخې او سوړوالي تکراري دورانونو پر وړاندې واقع کوي ترڅو تودوخې ته اړوند بېلابېلو تعاملونو ته (په تېره بیا، د DNA وېلې کېدل او د انزایم پر بنسټ د DNA غبرګېدنه) زمینه برابره کړي. PCR له دوو اصلي مُعَرفونو (ښودونکو) څخه کار اخلي – پرایمرونه (د یوه‌څانګه‌ییزې DNA لنډې ټوټې چې د اولیګونوکلوتیدونو په توګه پېژندل کېږي او د هدف DNA برخې لپاره بشپړوونکې لړۍ ده) او د DNA یو پولیمیرېز. د PCR په لومړي پړاو کې، «د نوکلیک اسید خاصیت بدلونې» په نامه یوې پروسه او په لوړه تودوخه کې د DNA دوه‌ګوني مارپېچ دوه څانګې په فزیکي توګه سره جلا کېږي. په دوه‌یم پړاو کې، د تودوخې کچه راښکته کېږي، او پرایمرونه د DNA بشپړوونکو لړیو سره وصل کېږي. وروسته بیا، د DNA دوه څانګې د DNA پولیمیرېز لپاره نمونې ګرځي ترڅو په انزایمي توګه له ازادو نوکلوتیدونو (د DNA جوړښتي ټوټې) څخه د DNA یوه نوې څانګه جوړه کړي. څرنګه چې PCR پرمخ ځي، تولید شوې DNA په خپله د غبرګېدنې لپاره د یوې نمونې په توګه کارول کېږي او یو ځنځیري تعامل په حرکت راولي چې په هغه کې د DNA نمونه په تصاعدي توګه غښتلې شوې ده.

دغه تخنیک بېلابېلې کارونې لري، لکه: د لړۍموندنې لپاره د د DNA تکثیر، د جېن تکثیر او لاس‌وهنه، د جېن موتاجنیزس؛ د DNA پر بنسټ د فایلوجېني جوړښت، یا د جېنونو د کارکړنو شننه؛ د جنتیکي اختلاطاتو تشخیص او څارنه؛ د لرغونې DNA غښتلي کول؛ د DNA پروفیل جوړولو لپاره د ګوتو جنتیکي نښو شننه (د بېلګې په توګه: په عدلي طب او د نسب موندنې په ازمایښت کې)؛ او د انتاني ناروغیو د تشخیص لپاره په نوکلیک اسید ازمایښتونو کې د پاتوجېنونو تشخیص.

 اصول 
PCR د DNA (د هدف DNA) د څانګې یوه ځانګړې برخه غښتلې کوي. د PCR ډېري مېتودونو د DNA ټوټې، له اوږدوالي پلوه، له 0.1 څخه تر 10kbp پورې غښتلې کوي، که څه هم ځیني تخنیکونه، تر 40kbp پورې د ټوټو غښتلي کولو امکان رامنځ‌ته کوي. د غښتلي محصول مقدار، په تعامل کې د شته قشرونو له‌لارې معلومېږي، چې د تعامل په دوام موندلو سره لا محدودېږي.

په بنسټیزه توګه د یوه PCR تنظیمولو لپاره څوګونو مؤلفو او مُعرفونو ته اړتیا لېدل کېږي: Chapter 8: In vitro Amplification of DNA by the Polymerase Chain Reaction

 د DNA یوه نمونه چې د غښتلي کولو لپاره د DNA د هدف برخه په‌کې شامله وي.
 د DNA یو پولیمیرېز؛ داسې یو انزایم چې د DNA نوې څانګې پولیمیرېز کولای شي؛ د تودوخې پر وړاندې مقاوم Taq پولیمیرېز په ځانګړې توګه معمول دی، ځکه چې د DNA خاصیت بدلولو پروسې په اوږدو کې د لوړې تودوخې پر وړاندې یې د روغ پاتې کېدو احتمال لوړ دی.

 د DNA دوه پرایمرونه چې د هدف DNA د حسي او غیرحسي هرې څانګې د 3’ څوکو بشپړوونکي وي (د DNA پولیمیرېز کولای شي یوازې د DNA یوې دوه‌څانګه‌ییزې برخې ته ونښلي او له هغې څخه وغځېږي؛ پرته له پرایمرونو، د پیل داسې هېڅ دوه‌څانګه‌ییزه برخه شتون نه‌لري چې پولیمیرېز ورسره ونښلي)؛ هغه ځانګړي پرایمرونه چې د DNA هدف برخې لپاره بشپړوونکي ګڼل کېږي، په لومړي سر کې ټاکل کېږي او تر ډېره په لابراتوار کې جوړېږي یا هم له بیوکېمیاوي سوداګریزو پلورونکو څخه ترلاسه کېږي.

 دي‌اوکسي‌نوکلوسید ترای‌فاسفېتونه یا dNTP (ځینې وخت د «دي‌اوکسي نوکلوتید ترای‌فاسفېتونو» په نامه هم یادېږي؛ هغه نوکلوتیدونه چې د ترای‌فاسفېت ګروپونه ولري)، هغه جوړښتي برخې دي چې د DNA پولیمیرېز ورڅخه د DNA یوه نوې څانګه سنتیز کوي.
 یو بَفر محلول چې د DNA پولیمیرېز د خورا ښه فعالیت او پایښت لپاره یو مناسب کېمیاوي چاپېریال رامنځ‌ته کړي.
 دوه‌ولانسي کتیونونه، په ټولیز ډول د مګنیزیم (Mg) یا منګنېز (Mn) ایونونه؛ Mg2+ تر ټولو معمول دی، خو Mn2+ کېدای شي د PCR په واسطه د DNA موتاجنیزس لپاره وکارول شي، ځکه چې د Mn2+ لوړ غلظت د DNA سنتیز کولو په اوږدو کې د خطا رامنځ‌ته کېدلو احتمال لوړوي؛ او یوولانسي کتیونونه، په ټولیز ډول د پوټاشیم (K) ایونونه.

دغه تعامل، په ټولیزه توګه، په 10-200μL حجم د تعامل په کوچنیو ټیوبونو (له 0.2 تر 0.5mL پورې حجمونه) او په تودوخیز دوران ورکوونکي کې ترسره کېږي. د تودوخې دوران ورکوونکی د تعامل ټیوبونه تودوي او سړوي ترڅو د تعامل په هر پړاو کې د تودوخې اړینه درجه ترلاسه شي. په ډېرشمېر تودوخیزو نومهالو دوران ورکوونکو کې د پلتایر له اغېزې څخه کار اخېستل کېږي، چې په اسانۍ سره د برېښنایي بهیر په معکوس کولو سره د PCR ټیوبونو ساتونکې برخې د تودېدلو او سړېدلو زمینه برابروي. د تعامل نري ټیوبونه، د چټک تودوخیز انډول رامنځ‌ته کولو لپاره د مطلوب تودوخیز هدایت امکان برابروي. د تعامل ټیوب په پورتنۍ برخه کې د میعان مخنیوي لپاره، ډېري تودوخیز دوران ورکوونکي تودې شوې مجراوې لري. پخوانیو تودوخیز دوران ورکوونکو تودې شوې مجراوې نه‌درلودې، او د تعامل مخلوط دپاسه یې د غوړو یوه قشر ته یا د ټیوب دننه د واکس یوه توپ ته اړتیا درلوده.

 کارونې 

 د ټاکنیزې DNA جلا کېدنه 
PCR، د DNA یوې ځانګړې برخې د ټاکنیزو غښتلي کولو له‌لارې، له جېنومي DNA څخه د DNA ټوټو د جلا کېدنې امکان رامنځ‌ته کوي. د PCR دغه کارونه ډېرې لارې پرانیزې؛ لکه: د سویلي یا شمالي هایبرېد کېدنې او د DNA تکثیر لپاره د هایبرېد کېدنې د پروب ټوټو تولیدول، چې ډېر مقدار DNA ته اړتیا لري او د DNA یوه ځانګړې برخه ښیي. PCR دغه تخنیکونو د کره DNA له لویو مقدارونو سره تامینوي او په‌دې سره د DNA نمونو د شننې امکان برابروي (ان د لومړنیو موادو له کوچنیو مقدارونو څخه).

PCR نورې کارونې هم لري، لکه: د DNA لړۍموندنه (د PCR له‌لارې د هغو نامعلومو غښتل شویو لړیو ټاکلو لپاره چې کېدای شي د غښتلتیا یو پرایمر یې د سنګر په لړۍموندنه کې کارول شوی وي)، د DNA یوې لړۍ جلا کول (د یوه پلاسمید، فاژ یا کوسمید یا د بل اورګانیزم جنتیکي موادو دننه د DNA د یوې لړۍ دننه کېدنې پر مهال د DNA بیاترکیب اړوندو ټکنالوجیو ګړندي کولو لپاره). باکتریایي ډلې (لکه: اېشېريکيا کولي) کېدلای شي د DNA سم ناقل د جوړولو لپاره د PCR له‌لارې وڅارل شي. همدا راز، کېدای شي PCR د جنتیکي پروفیل جوړولو (د ګوتې نښې جوړولو) لپاره وکارول شي؛ دا د عدلي طب یو تخنیک دی چې د PCR پر بنسټ بېلابېلو مېتودونو له‌لارې د ازمایښتي DNAګانو د پرتله کولو پر مټ د یوه وګړي یا اورګانیزم د پېژندنې لپاره کارول کېږي.

 سرچينې