DNAやRNAの特定の部分を増幅する方法。プライマーと呼ばれる短いDNA断片を鋳型となる核酸にアニールし、ポリメラーゼで連鎖的に伸長する。微量の鋳型からでも増幅でき、反応が2時間程度と短時間であるため、遺伝子工学研究では必要不可欠な技術となっている。
PCRで用いるポリメラーゼは、プライマーの3'末端で酵素/DNA複合体を形成し、鎖延長をはじめます(プライミング)。3'末端の安定性を上げるために3'末端がGCペアであることが好ましいと言われています。
PCR反応でのプライマーは鋳型DNAに比べて高濃度に存在するため、配列によってはプライマー同士でアニーリングしてしまいます。安定な二本鎖DNA(プライマーダイマー)が形成してしまうと、そのDNA断片だけが指数関数的に増幅されてしまい、目的のDNA断片が得られません。

PCR(polymerase chain reaction、ポリメラーゼ連鎖反応)法は、DNA配列の断片を大量に増幅する分子生物学の手法です。鋳型となるDNA、DNA合成の起点となるプライマー、DNAの材料となるヌクレオチド、DNA合成酵素などをチューブ内に入れ、94℃(DNAを1本鎖に熱変性させる)→55℃(プライマーをDNAに対合させる)→72℃(DNAを合成する)といった3段階の温度変化を周期的に行わせるだけで、2本のプライマーにはさまれたDNA断片を短時間でおよそ10万倍に増幅できます。1988年Mullisは、PCR反応に温泉から分離された好熱菌由来のDNA合成酵素を用いる方法を確立し、1993年にノーベル化学賞を受賞しています。現在では、DNA診断、DNAクローニング、細菌やウイルスの検出、さまざまな生物のゲノム決定などの幅広い分野で利用されています。PCR法の発見がなかったら現在のバイオの発展はもっと緩慢なものになっていたでしょう。
【概要】 ノーベル賞をとった核酸増幅法の一つ。最初に検体からDNAを抽出する。これをDNA分解酵素で断片化したあと、高温にして1本鎖にし、次に目的遺伝子に特有のプローブ(短い遺伝子)と塩基を加え、DNAポリメラーゼを反応させる。そうすると相補性のDNA鎖が合成され2本鎖の割り箸のようなDNAができる。試験管を高温にすると割り箸が割れるようにDNAは1本鎖に別れる。温度を下げるとまたプローブとの反応が進む。これを繰り返すと1本の遺伝子断片が、2本、4本、8本、16本、、と倍々で増えて行く。数十回繰り返すと、元の遺伝子が数十万倍に増える。あらかじめ量がわかった遺伝子を入れて並行して反応させれば、測定検体と比較して定量できる。
【問題点】 感度の高さが逆に弱点になる。つまり実験環境から間違った遺伝子が潜り込むことがある。また拾い上げるべき遺伝子の配列(プライマー)の設計がポイントになる。目的遺伝子の変異が激しい場合は、複数のプライマーを組み合わせて見逃しを避けなければならない。
【応用】 ロシュ社ではクラミジアトラコマチス、淋菌、結核菌、Mアビウム、Mイントラセルラーの診断キットを市販しており、ウイルスではHBV、HCV、HIV-1の定量測定キットを市販している。HIV感染症における応用としては、(1)HIV抗体ができる前の、急性HIV感染症の診断、(2)感染母体からの移行抗体をもつ胎児・新生児のHIV感染の診断がある。細胞からDNAを抽出する場合はプロウイルスを検出できる。
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/09/03 02:51 UTC 版)
PCR
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/09/12 22:29 UTC 版)
「リ・ジェネシス バイオ犯罪捜査班」の記事における「PCR」の解説
普通、実験や犯罪捜査のために手に入るDNAはごく微量である。しかし、実験には大量のDNAが必要である。そこで、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応の略)という技術でDNAを大量にコピーして増やす。このPCRは仕事でコピー機を使うような感覚で日常茶飯事に使われるため、リ・ジェネシスをはじめとする科学系の話ではよく出てくる。
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