Развитие метода полимеразной цепной реакции стало крупным прорывом в научном мире. Со временем техника вышла за пределы своего первоначального дизайна и открыла невероятные возможности для исследователей. За 20 лет с момента своего открытия метод ПЦР стал основой для нескольких протоколов молекулярной биологии и лег в основу проекта «Геном человека».
История технологии ПЦР, как и все основные достижения науки, омрачена спорами, претензиями и проблемами, некоторые из которых до сих пор не решены. В этой статье рассказывается о ключевых событиях в истории открытия и развития этого метода.
В 1953 году Уотсон и Крик открыли двойную спираль ДНК, показав, что она представляет собой две комплементарные, идущие в противоположных направлениях. Что еще более важно, в их докладе были обозначены предпосылки к открытию механизмов копирования ДНК.
Репарация ДНК и повторная полимеразная активность
Первая ДНК-полимераза была идентифицирована Артуром Корнбергом в 1957 году во время его исследований механизма репликации ДНК. Этот фермент нуждался в праймере, чтобы начать копирование матрицы, и мог создавать ДНК только в одном направлении. В 1971 году Гобинд Хорана, лауреат Нобелевской премии за участие в открытии Генетического кода, и его команда исследователей начали работать над синтезом репарации ДНК. Этот метод стремился упростить синтез генов с помощью искусственных праймеров и матриц, которые помогают ДНК-полимеразе копировать нужные сегменты генов. Хотя в этом методе неоднократно использовалась ДНК-полимераза, аналогично ПЦР, в ней использовался только один матричный комплекс праймеров, и экспоненциальная амплификация была невозможна с использованием этого метода. Примерно в то же время Кьелл Клеппе из лаборатории Хораны предполагал использование системы с двумя праймерами, которая могла бы помочь в репликации необходимого сегмента ДНК, что позволило в плотную подойти к открытию метода ПЦР.
Секвенирование ДНК и появление ПЦР
В 1977 году Фредерик Сэнгер определил метод секвенирования (расшифровки последовательности) ДНК , включающий ДНК-полимеразу, праймер и нуклеотидные предшественники, за которые он был удостоен Нобелевской премии в 1980 году. Таким образом, к 1980 году все компоненты для ПЦР-амплификации были готовы. Однако только в 1983 году, пытаясь решить некоторые проблемы в своей исследовательской работе, Кэри Муллис использовал метод секвенирования ДНК по Сэнгеру в качестве основы для разработки новой методики. Он добавил второй праймер в противоположную цепь и понял, что многократное использование ДНК-полимеразы вызовет цепную реакцию, которая усилит амплификацию определенного сегмента ДНК, открывая, таким образом, технологию ПЦР.
Сегодня метод ПЦР получил широкое распространение в научных и медицинских лабораториях по всему миру. Высоким качеством и надежностью выделяется продукция компании Thermo Scientific официальным представителем которой в России является компания Пущинские лаборатории, которая предлагает полный спектр приборов , реактивов и расходных материалов для проведения ПЦР.
По материалам сайта www.laboratorii.com