تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) – تضخيم DNA بالدورات الحرارية
الأحياءالتقانة الحيوية17–18 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلتتكون كل دورة من دورات PCR من تغير طبيعة DNA عند 95 °C (فصل الشريطين)، ثم التحام البادئات، ثم الاستطالة عند 72 °C، فيتضاعف عدد نسخ قطعة DNA المستهدفة. اضبط عدد الدورات ودرجة حرارة الالتحام مقارنة بدرجة انصهار البادئ وعدد النسخ الأولي، لترى المنحنى الأسي يبلغ الاستقرار، والحزمة على الهلام تزداد سطوعًا، وظهور حزمة ناتج جانبي غير متخصص عندما تكون درجة حرارة الالتحام منخفضة جدًا – وهذا أساس فحوص PCR والبصمة الوراثية في الطب الشرعي.
الدرس: البيولوجيا الجزيئية
ماذا تعرض
ينسخ تفاعل البلمرة المتسلسل قطعة قصيرة مستهدفة من DNA. في كل دورة حرارية ينفصل الشريطان، ويرتبط بادئان بطرفي القطعة المستهدفة، ويبني إنزيم بلمرة مقاوم للحرارة شريطين جديدين متكاملين، فيتضاعف عدد النسخ مثاليًا: N = N₀·2ⁿ بعد n دورة. ثم يستقر المنحنى عندما تنفد البادئات والنيوكليوتيدات والإنزيم. وتعتمد الدقة على درجة حرارة الالتحام مقارنة بدرجة انصهار البادئ (نحو 60 °C هنا)، أما الدورة التي تتجاوز فيها الإشارة عتبة الكشف، Ct، فتدل على الكمية الأولية من DNA المستهدف.
طريقة الاستخدام
اضغط «نفّذ دورة واحدة ▶» لتتابع تغير الطبيعة والالتحام والاستطالة في لوحة «البرنامج الحراري». ثم زِد «عدد الدورات» ولاحظ منحنى عدد النسخ والحزمة على الهلام. اضبط «درجة حرارة الالتحام» أعلى بكثير من 60 °C ثم أدنى منها بكثير، وقارن مسار العينة. وأخيرًا خفّض «عدد نسخ DNA الأولي (log)» درجة واحدة في كل مرة، وسجّل كيف تتغير Ct.
المعاملات القابلة للتغيير
- عدد الدورات 0–40
- درجة حرارة الالتحام 40–70 °C
- عدد نسخ DNA الأولي (log) 0–6
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يتوقف تضاعف عدد النسخ بعد نحو 30 دورة؟
- ماذا يحدث للناتج وللحزمة على الهلام عندما تكون درجة حرارة الالتحام أعلى بكثير من درجة انصهار البادئ؟
- كيف تتغير Ct عندما تنخفض الكمية الأولية من DNA عشر مرات، ولماذا؟
