Polymerase Chain Reaction

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Polymerase Chain Reaction

पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया Gene Amplification की एक प्रयोगशाला तकनीक है जिसकी सहायता से अति अल्प समय में वांछित डीएनए खंड की अरबों प्रतियां संश्लेषित की जा सकती है |

– Gene of interest amplification

Polynerase Chain Reaction

– Sometimes called molecular photocopying

– People Choice Reaction

– PCR was invented in 1983 – 84 by the American biochemist Kary Mullis

Defination of PCR

पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन ( PCR ) एक विशिष्ट डीएनए नमूने की लाखों से अरबों प्रतियां (पूर्ण प्रतियां या आंशिक प्रतियां) बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक विधि है।

Where does PCR take place?( PCR कहां संपन्न होती है )

PCR MACHINE

Requirment for PCR-

1.Gene of interest (लक्ष्य डीएनए) – वह वांछित डीएनए जिसमें प्रवर्धन के लिए आवश्यक अनुक्रम (Sequence) होते हैं।

2. Primer-प्राइमर 15- 35 nucleiotide लम्बा न्युक्लियोटाइड , DNA के दोनों रज्जुकों के 3′ सिरे पर जुड़कर प्रतिलिपिकरण (replication) शुरु करता है।प्राइमर एक छोटा न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम है जो डीएनए संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है। प्राइमर को प्राइमेज़ नामक एंजाइम द्वारा संश्लेषित किया हैं।

3.चारों प्रकार के डी-आक्सीराइबो न्युक्लियोटाइड ये चार प्रकार के होत्ते है – dATP , dGTP, dTTP तथा dCTP .

4.टैक पॉलीमेरेज (Taq Polymerase) – यह तापस्थायी ( thermostable- 95°C ) डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम है जो dNTP का उपयोग करके DNA के नये रज्जुक (strain) का संश्लेषण (synthesis) करता है। इसको थर्मस इक्वीटीकस (Thermus aquaticus ) जीवाणु से प्राप्त किया जाता है।

Other Requirment-

1. Mg2+ आयन

ये पोलीमरेज एंजाइम के सह-कारक (Co-factor) के रूप में कार्य करते हैं।

3.प्रेरक (Promoter)

Bovine Serum Albumin PCR की प्रक्रिया को बढ़ाता है।

2.बफर विलयन

एंजाइम की गतिविधि के लिए उपयुक्त pH प्रदान करता है।

4.संदमक (Inhibitor)

ह्युमिक अम्ल (Humic Acid) PCR की प्रक्रिया को कम करता है।

Mechenism of PCR –

  1. निष्क्रियकरण (Denaturation)

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण को 1 मिनट के लिए 94 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया गया। उच्च तापमान के कारण DNA के दोनों रज्जुकों (Strain) के बीच के H-बंध टूटकर दोनों रज्जुक पृथक हो जाते है।

2.तापानुशीलन / एनीलिंग (Renaturation or annealing)

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण को 1.5 मिनट के लिए 55 डिग्री सेल्सियस पर ठण्डा किया जाता है। तथा डीएनए रज्जुक के दोनों 3′ सिरे पर एक छोटे प्राइमर को जोड़ा जाता है।

3.प्रसार (Extension/ Synthesis)

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण 1 मिनट के लिए 72 डिग्री सेल्सियस पर टैक पोलीमरेज़ द्वारा न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ा जाता है। इस प्रकार लगभग 4-5 मिनट की अवधि चक्र पूरा हो जाता है। PCR के प्रत्येक चक्र में डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाती है।

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PROCESS OF PCR

PCR के अनुप्रयोग-

1. पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के द्वारा जीवों से पृथक किये गये (Isolated) डीएनए खंडो की कई प्रतिलिपिया (Copies) प्राप्त की जाती हैं।

2. PCR रक्त सीरम में किसी रोगजनक की सूक्ष्म मात्रा का भी पता लगाया जा सकता है। अतः इसका उपयोग आण्विक निदान (Molecular Diagnosis) में भी होता है।

3. जीन के हेरफेर (Gene Manipulation) और डीएनए लाइबरेरी के निर्माण के लिए डीएनए खंडो का प्रचार (Propagate) करने में।

4. भ्रूण के लिंग निर्धारण में तथा लिंग सम्बन्धी विकारों का पता लगाना में।

5. मैपिंग जीन के लिए पीसीआर उत्पादों का इस्तेमाल किया जा सकता है।

6.आनुवंशिक रोगों का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

7.डीएनए के अनुक्रम को ज्ञात करने (DNA Sequencing) में भी पीसीआर का उपयोग किया जाता है।

8. फॉरेंसिक विज्ञान में : डीएनए अंगुलिछापी (डीएनए फिंगरप्रिंटिंग) में।

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