पॉलिमरेज शृंखला अभिक्रिया

आण्विक जीवविज्ञान में, पॉलिमरेज़ शृंखला अभिक्रिया (polymerase chain reaction (पीसीआर)), किसी डी एन ए सेगमेण्ट की एकाधिक प्रतिरूप तैयार करने के लिए बहुतायत में उपयोग में लायी जाने वाली एक विधि है। इसके लिए एक डी एन ए प्राइमर एवं टॉक पॉलिमरेज़ की आवश्यकता होती है। इसके लिए प्रयोग किया जाने वाला उपकरण थर्मोसाइकिलर होता है।

डी एन ए अंगुली छापन से पूर्व पॉलिमरेज़ शृंखला अभिक्रिया की आवश्यकता होती है। इसका प्रयोग चिकित्सा एवं न्यायालयीय विज्ञान (फोरेन्सिक साइन्स) में अधिकतम किया जाता है।

पीसीआर के अनुप्रयोग

पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के द्वारा जीवों से पृथक किये गये (Isolated) डीएनए खंडो की कई प्रतिलिपिया (Copies) प्राप्त की जाती हैं।
पीसीआर के द्वारा 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।
जीन के हेरफेर (Gene Manipulation) और डीएनए लाइबरेरी के निर्माण के लिए डीएनए खंडो का प्रचार (Propagate) करने में।
भ्रूण के लिंग निर्धारण में तथा लिंग सम्बन्धी विकारों का पता लगाना में।
फॉरेंसिक विज्ञान में : डीएनए अंगुलिछापी (डीएनए फिंगरप्रिंटिंग) में।
मैपिंग जीन के लिए पीसीआर उत्पादों का इस्तेमाल किया जा सकता है।
आनुवंशिक रोगों का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।
डीएनए के अनुक्रम को ज्ञात करने (DNA Sequencing) में भी पीसीआर का उपयोग किया जाता है।

पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के घटक

1. लक्ष्य डीएनए (Target DNA)

वह वांछित डीएनए जिसमें प्रवर्धन के लिए आवश्यक अनुक्रम (Sequence) होते हैं।

2. ओलिगोन्युक्लियोटाइड प्राइमर

DNA के दोनों रज्जुकों के 3′ सिरे पर जुड़कर प्रतिलिपिकरण (replication) शुरु करता है।

3. टैक पॉलीमेरेज (Taq Polymerase)

यह तापस्थायी डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम है जो dNTP का उपयोग करके DNA के नये रज्जुक (strain) का संश्लेषण (synthesis) करता है। इसको थर्मस इक्वीटीकस जीवाणु से प्राप्त किया जाता है।

4. डीएनटीपी (dNTP) डीओक्सी न्यूक्लियोटाइड ट्राइफोस्फेट्स का उपयोग करके डीएनए का संश्लेषण किया जाता हैं। ये चार प्रकार के होत्ते है – dATP , dGTP, dTTP तथा dCTP .

5. Mg²⁺ आयन

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

6. बफर विलयन

एंजाइम की गतिविधि के लिए उपयुक्त pH प्रदान करता है।

7. प्रेरक (Promoter)

बीएसए (Bovine Serum Albumin ) पीसीआर की प्रक्रिया को बढ़ाता है।

8. संदमक (Inhibitor)

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

पीसीआर के चरण

पीसीआर चक्र में तीन चरण होते हैं-

पहला चरण: 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 हैं।

द्वितीय चरण: उपक्रामक तापानुशीलन / प्राइमर एनीलिंग (Renaturation or primer 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।

तृतीय चरण: उपक्रामक का प्रसार (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।

सन्दर्भ

देखें

डी एन ए अंगुली छापन

बाहरी कड़ियाँ

Polymerase chain reaction से संबंधित मीडिया विकिमीडिया कॉमंस पर उपलब्ध है।

PCR Virtual Lab
US Patent for PCR
Step-through animation of PCR - Cold Spring Harbor Laboratory Adobe Flash required
PCR at Home - performing PCRs with low-cost household materials Scientific American

दे वा सं जैवप्रौद्योगिकी का वर्गीकरण
औद्योगिक आधार पर	रसायन : एसीटोन • ब्यूटेनॉल • इथेनॉल • कार्बनिक अम्ल किण्वक • सुगंध • बहुलक • धातु औषधि: जैवप्रतिरोधी • निदानकारक • किण्वक अवरोधक • टीके (वैक्सीन) • स्टीरॉयड ऊर्जा: जैव पदार्थ • एल्कोहॉल • मीथेन खाद्य पदार्थ: अमीनो अम्ल पेय पदार्थ • प्रकिण्व (यीस्ट) • नये खाद्य पदार्थ मशरूम • स्टार्च • ग्लूकोज़ • उच्च फ्रक्टोज़ सीरप • जीव विष अपनयन • निवारण • कृषि: आनुवांशिक संशोधित फसल • पशु आहार • सायलोसंक्षरण • कम्पोस्टिंग नाइट्रोजन स्थिरीकरण • पशु टीके जैविक कीटनाशक • पादप कोशिका संवर्धन • ऊतक संवर्धन लोक सेवा: विश्लेषण उपकरण • अवशिष्ट निस्तारण जल संशोधन • अपशिष्ट प्रबंधन
परिमाण एवं मूल्य के आधार पर	अधिक परिमाण कम मूल्य :पशु आहार • जैव पदार्थ • एल्कोहॉल • मीथेन • जल संशोधन • अधिक परिमाण मध्यम मूल्य:अमीनो अम्ल • कार्बनिक अम्ल • एसीटोन ब्यूटेनॉल • खाद्य पदार्थ • यीस्ट • बहुलक कम परिमाण अधिक मूल्य :एंटीबायोटिक • स्वास्थ्य रक्षक टीके • किण्वक • विटामिन
भारत सरकार	जैव प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार • विभाग की वेबसाइट भा.सरकार के पोर्टल पर •
अधीन स्वायत्त संस्थाए	प्रतिरक्षा विज्ञान संस्थान • कोशिका विज्ञान केन्‍द्र • डी एन ए फिंगर प्रिंटिंग संस्थान • मस्तिष्‍क अनुसंधान केन्‍द्र • पादप जीनोम अनुसंधान केन्‍द्र • जैव-संसाधन और स्‍थायी विकास संस्‍थान • जीवन विज्ञान संस्थान •
सार्वजनिक उपक्रम	भारत इम्‍यूनोलॉजिकल एंड बायोलॉजिकल कॉर्पोरेशन लिमिटेड, भुवनेश्‍वर • इंडियन वैक्‍सीन कॉर्पोरेशन लिमिटेड, गुड़गांव •
संबंधित	जीनोम परियोजना