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PCR法


最近ホットな話題だと思われるので、しっかり何をしているのか、どんな手順でしているのか、理解しておきましょう!

PCR法とは

微量のDNAから特定領域のDNAを短時間で大量に増幅する方法。 Polymerase Chain Reactionの略。ポリメラーゼ連鎖反応法ともいう。

例えば、ある遺伝子があるかどうか調べたいとき、遺伝子自体が少ししかないと見つけにくいので、 見つけやすくするために、調べたい部分だけを増やす。その方法がPCR法なのだ。

材料

  • 調べたいDNA
  • DNAプライマー(2種類)
  • DNAポリメラーゼ(高温でも変性しない、高熱性細菌のものを用いる)
  • A,T,G,Cのヌクレオチド(新しくつくるDNAの材料)

手順

PCR法の3段階の手順はしっかり押さえておこう!

以下の3つの手順を何回も繰り返す。

1.反応液を95℃に加熱 (30秒) 目的:2本鎖をほどき、1本鎖にする。

2.40~60℃に下げる (30秒) 目的:DNAプライマーを結合させる。

3.72℃に上げる (2分) 目的:DNAポリメラーゼをはたらかせ、DNAの複製を進める。

この3ステップを何度か繰り返すと、2~3時間ほどで、約100万倍にまで目的の遺伝子を増やすことができるのです!

計算法

n回繰り返すと、増やしたい長さの遺伝子は何本つくられるでしょう?

これよく聞かれるんよね。

3回目まで実際に見てみて、そっから考えてみよう!

1回目

20211208132708.png

増やしたい領域は、点線の間の部分だから、 1回の複製では、目的の長さのDNAはひとつもできないのです。

2回目

PCR2.png

次に、今できた4本のDNAにそれぞれプラーマーがくっつき、(ぐるぐるしてる部分) そこから新たに4本のDNAが複製される。

ここで、初めて、増やしたい長さのDNAが2本できるのです⋯! (右のぐるぐるしてる部分)

3回目

PCR3...png

ちょっと書くのが大変なので、省略するね。

オレンジで書いたのが、3回目に新しく複製されたDNAです。 そしたら、3回目までで、増やしたい長さのDNAは8本できるのがわかるはず。(星マークつけてる8本)

n回目

さて。ここまでの流れから、n回繰り返すと、増やしたい長さの遺伝子は何本つくられるのか、考えてみよう。

n回複製されたとき、 DNAの本数すべてを合わせると、  本 になる。・・・①

そのうち、一番初めからあったDNAが  本、・・・②

1回目で新しく複製されたような、目的より少し長い長さのDNAは、 1回の複製ごとに2本ずつ作られるので、 n回複製されたときは、  本・・・③

それ以外が増やしたい長さのDNAなので、  をすれば、求めることができる。

よって、n回複製したときの増やしたい長さのDNAの本数は、

という式で求めることができる。

よく だと勘違いしている人がいるので、注意してね!!

動画で学びたい人は、「おうち生物 28. PCRと電気泳動」をチェック!

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