PCR là gì? Lời giải đáp chi tiết và dễ hiểu từ Cô Điệp!

Chắc hẳn các em học sinh yêu quý của Cô Điệp đã từng nghe đến PCR trong các chương trình khám phá khoa học hay thậm chí là trong các bản tin thời sự phải không nào? Vậy PCR là gì mà lại “thần thánh” đến vậy? Đừng lo lắng, hôm nay Cô Điệp sẽ giúp các em giải mã kỹ thuật “siêu sao” này một cách dễ hiểu nhất nhé!

PCR là gì?

PCR là viết tắt của Polymerase Chain Reaction, tiếng Việt có nghĩa là Phản ứng chuỗi polymerase. Đây là một kỹ thuật được sử dụng để tạo ra hàng triệu bản sao của một đoạn DNA mục tiêu từ một lượng DNA ban đầu rất nhỏ, thậm chí chỉ từ một phân tử DNA duy nhất.

Hãy tưởng tượng PCR giống như một chiếc máy photocopy “thần kỳ” có thể sao chép một đoạn thông tin di truyền với số lượng lớn trong thời gian ngắn.

Nguyên lý hoạt động của PCR

Vậy nguyên lý hoạt động của PCR như thế nào? Hãy cùng Cô Điệp tìm hiểu 3 bước cơ bản trong chu trình PCR nhé!

1. Biến tính (Denaturation):

Ở bước này, DNA mạch kép ban đầu sẽ được tách thành 2 mạch đơn bằng cách nung nóng ở nhiệt độ cao (khoảng 94-98 độ C).

2. Bắt cặp (Annealing):

Nhiệt độ phản ứng được hạ thấp xuống (khoảng 50-65 độ C) để cho phép các mồi (primer) – là những đoạn DNA ngắn – bắt cặp bổ sung với 2 mạch khuôn DNA vừa được tách ra ở bước 1.

3. Kéo dài (Extension):

Nhiệt độ được nâng lên đến 72 độ C, đây là nhiệt độ hoạt động lý tưởng của enzyme DNA polymerase. Enzyme này sẽ gắn vào vị trí mồi đã bắt cặp trên mạch khuôn và di chuyển dọc theo mạch khuôn, tổng hợp nên mạch DNA mới bằng cách bổ sung các nucleotide theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-C).

Ba bước này tạo thành một chu kỳ PCR. Các chu kỳ này được lặp đi lặp lại nhiều lần (thường là 20-40 lần) trong máy PCR. Sau mỗi chu kỳ, số lượng bản sao DNA mục tiêu được nhân lên gấp đôi.

Ứng dụng của PCR trong thực tế

PCR là một kỹ thuật vô cùng mạnh mẽ với nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

1. Chẩn đoán bệnh:

PCR được sử dụng rộng rãi để xác định sự hiện diện của các tác nhân gây bệnh, ví dụ như virus, vi khuẩn, nấm… Phương pháp này có độ nhạy và độ đặc hiệu cao, cho phép phát hiện bệnh sớm ngay cả khi số lượng tác nhân gây bệnh còn rất thấp. PCR là một trong những kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất để chẩn đoán COVID-19.

2. Nghiên cứu khoa học:

Trong nghiên cứu khoa học, PCR là một công cụ đắc lực được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

• Nghiên cứu gen: Xác định và phân tích các đột biến gen, nghiên cứu biểu hiện gen.
• Di truyền học: Xác định quan hệ huyết thống, truy tìm nguồn gốc.
• Sinh học tiến hóa: Nghiên cứu sự tiến hóa của các loài.

3. Pháp y:

PCR được sử dụng để phân tích DNA thu thập từ hiện trường vụ án, từ đó giúp xác định thủ phạm, tìm kiếm người mất tích…

Kết luận

Hy vọng qua bài viết này, các em đã hiểu rõ hơn về PCR là gì cũng như ứng dụng của PCR trong thực tế. PCR là một kỹ thuật vô cùng hữu ích, góp phần to lớn vào sự phát triển của nhiều lĩnh vực trong cuộc sống.

Các em còn thắc mắc gì về PCR hay muốn tìm hiểu thêm về những kiến thức Sinh học thú vị khác, đừng ngần ngại để lại bình luận bên dưới nhé! Cô Điệp luôn sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc của các em!