واکنش زنجیرهای پلیمراز: انواع، کاربردها، ابزارهای بیوانفورماتیک و راهنمای طراحی آغازگر با تأکید بر غلات
نویسندگان
1 گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران.
2 گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران.
3 گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس. تهران، ایران.
4 گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران.
doi
10.22126/cbb.2024.10070.1063چکیده
مقدمه: واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR) یک فناوری بسیار مهم و کاربردی در زمینههای مختلف علوم زیستی و پزشکی میباشد. با استفاده از این تکنیک میتوان در شرایط درونشیشهای (in vitro) با حداقل مقدار DNA، میلیونها نسخه از یک الگوی مشخص را تکثیر نمود. این امر پیشرفتهای عمدهای در زیستشناسی مولکولی و پزشکی رقم زده است. این تکنیک، کاربردهای بسیار متنوعی در علوم زیستی دارد. آغازگرهای PCR جزء جداییناپذیر PCR هستند. آغازگرهایی که به خوبی طراحی شوند، به سیستم PCR اجازه میدهند تا با دقت کار کند. برای ایجاد یک جفت آغازگر خوب PCR، عوامل متعددی از جمله طول جفت باز، دمای ذوب و اتصال، تکرار جفت باز و غیره باید در نظر گرفته شوند. آغازگرهای PCR که با دقت طراحی میشوند، نه تنها حساسیت و اختصاصیت را افزایش میدهند، بلکه تلاش صرف شده برای بهینهسازی تجربی را نیز کاهش میدهند؛ در حالیکه PCR به یکی از با ارزش ترین تکنیک هایی تبدیل شده است که در حال حاضر در علوم زیستی، تشخیصی و پزشکی قانونی استفاده می شود.PCR has become one of the most valuable techniques currently used in life sciences, diagnostics and forensics.PCR به یکی از با ارزش ترین تکنیک ها تبدیل شده است که در حال حاضر در علوم زیستی، تشخیصی و پزشکی قانونی مورد استفاده قرار می گیرد.PCR has become one of the most valuable techniques currently used in life sciences, diagnostics and forensics.«نتایج کامل» بار نشدامتحان مجدددرحال تلاش مجدد…طراحی ضعیف آغازگر همراه با عدم بهینهسازی شرایط واکنش احتمالاً منجر به کاهش دقت فنی و تشخیص مثبت یا منفی کاذب در تکثیر قطعات DNA هدف میشود. بیوانفورماتیک نه تنها برای تحقیقات پایه، بلکه برای تحقیقات کاربردی در علوم زیستی به ابزاری اساسی تبدیل شده است. ابزارهای طراحی آغازگر با خودکارسازی محاسبات پیچیده و دقیق در کمترین زمان ممکن طراحی بهینه و کارآمد آغازگرها را فراهم میکنند.مواد و روشها: مقاله حاضر یک مقاله مروری میباشد که به شیوه تحلیل محتوا (Content analysis) با جستجوی کلید واژههای واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR)، انواع PCR، طراحی آغازگر برای PCR در مقالههای مرتبط در پایگاههای اینترنتیGoogle scholar ،Web of science ،PubMed و Scopus به دست آمده است.یافتهها: این مقاله قصد دارد با مروری بر روش PCR، انواع و کاربردهای آن و با استفاده از پیوندها و خدمات موجود در وب، راهنمایی تقریباً کاملی به منظور طراحی آغازگرهای کارآمد و بهینه برای آنالیزهای PCR و qPCR ارائه نماید. در این راستا، در قسمت اول مقاله انواع روشها از قبیل PCR استاندارد، PCR رونویسی معکوس (RT- PCR)، PCR کمی (qPCR)، RT-PCR/qPCR ترکیبی و ... با ارایه شکلهای مناسب توضیح داده شده است. در ادامه کاربرد انواع PCRها با تأکید بر تحقیقات غلات خلاصه شده است. در انتها، روشهای طراحی آغازگر خصوصاً برای qPCR، طبقهبندی و بررسی نرمافزارهای موجود و قابلیتهای آنها، روشها و نرمافزارهای بررسی خصوصیات آغازگرها برای کسب حداکثر اختصاصیت و کارایی PCR، نحوه استخراج توالی ژن در طراحی آغازگر برای PCR با ارایه مثالهای عملی ارایه شده است.نتیجهگیری: یک PCR با آغازگرهای ضعیف به دلیل تکثیر غیر اختصاصی و یا تشکیل دیمر آغازگر، میتواند محصول کمی داشته باشد یا اصلاً محصولی به دنبال نداشته باشد. ابزارهای آنلاین متعددی معرفی شدند که برای تهیه آغازگرهای مؤثر برای PCR در زمینه زیست مولکولی استفاده میشوند.