Grundlagen - PCR

 

Die Polymerasekettenreaktion, abgekürzt PCR (für polymerase chain reaction), ist ein Verfahren zur Vermehrung von DNA in vitro. Es besteht im Wesentlichen aus drei Schritten:

1.) Trennen des DNA-Doppelstranges,

2.) Anheften synthetischer Start-DNA und

3.) Vervielfältigung der DNA.

Details: Man nimmt eine doppelsträngige Ausgangs-DNA (dabei ist theoretisch ein einziges Molekül ausreichend) und erhöht die Temperatur so lange, bis sich die beiden Einzelstränge voneinander trennen. Anschliessend gibt man kurze synthetische DNA-Fragmente hinzu, die zu den Enden auf den Einzelsträngen komplementär sind und beim Abkühlen an diese binden (Hybridisierung). Es bilden sich kurze Doppelstrangabschnitte, die als Startpunkte für eine Auffüllreaktion dienen, bei der ähnlich wie bei der DNA-Replikation in vivo ein Einzelstrang zum Doppelstrang ergänzt wird. Die für die PCR-Reaktion benötigten Enzyme und Chemikalien sind käuflich. Da die kurzen synthetischen DNA-Fragmente als Starter für die Auffüllreaktion fungieren werden sie als "Primer" bezeichnet. Nach beendeter Reaktion sind aus den zwei getrennten Einzelsträngen zwei Doppelstränge geworden, die identisch sind.

Dieser Zyklus kann mehrmals wiederholt werden. Nach ca. 20 Zyklen hat man eine millionenfache Anreicherung des zwischen den Primern liegenden DNA-Abschnitts erreicht. Besonders leistungsfähig wird die Methode durch den Einsatz von temperaturstabilen Enzymen aus hitzeliebenden Bakterien. Mittlerweile sind PCR-Geräte erhältlich, die individuell programmierbar sind.

(Bildmaterial von Galantos Genetics GmbH zur Verfügung gestellt © 2008)