Millioner av kopier på en-to-tre

PCR-metoden har gitt forskerne muligheter til å sette opp sine egne små DNA-fabrikker. I løpet av et par timer kan man lage nærmere 300 millioner kopier av en bestemt gen-bit – en del av arvestoffet i en bakterie, et virus eller en menneskelig celle. PCR står for polymerase chain reaction. Polymerase er navnet på kopierings-enzymet.

Suppe

Arvematerielet vårt, DNA, danner lange dobbelttvunnede tråder. De to enkelttrådene ligger mot hverandre som speilbilder. I en menneskelig celle er DNA-trådene til sammen cirka to meter lange. De enkelte genene har sine faste plasser. Når en forsker skal kopiere opp en bestemt bit av et gen, må han eller hun vanligvis kjenne oppbyggingen av DNA-tråden et stykke utenfor hver side av genbiten. Disse endestykkene lages syntetisk som enkelttråder og kalles primere.

Så blandes det ei "suppe" med den genbiten som skal kopieres, rikelig med primere, byggesteiner for DNA (baser) og polymerase. Suppa varmes opp til 94 grader. Da deler den dobbelttvunnede DNA seg i to enkelttråder. Så nedkjøles det til 50 grader og de enkelttrådede primerne finner "sitt" speilbilde på DNA-tråden. Dernest varmes det opp til 72 grader. Dette er den ideelle temperaturen for polymerasen, som nå begynner å jobbe. Enzymet "fyller" inn DNA-biten mellom primerne – og en kopi av genbiten er laget i løpet av fem minutter. Nobelprisvinneren Kary Mullis fant fram til et polymerase-enzym som tåler høy temperatur.

I neste runde fungerer også kopien som original. I moderne maskiner kan dette programmeres og rundene kjøres om igjen og om igjen. 30 runder gir 268 millioner kopier av en enkelt genbit. Etterpå renses det oppkopierte DNA ut av suppa.

Enorm betydning

PCR er like viktig for moderne biologi som datateknikken for et moderne trykkeri. PCR er blant annet en forutsetning for den raske kartleggingen av det menneskelige arvematerialet – det humane genom. Med PCR kan man også kopiere opp arvestoff fra millioner av år gamle fossiler og fra forbryteres hårsekker og hud. Mange kopier gir råmateriale for mer konvensjonelle analyser. Man kan også påvise genetiske sykdommer, virus og bakterier.

Selve PCR-metoden er utviklet videre til flere forskjellige varianter. Men et problem må forskerne leve med: PCR er så følsom at prøvene lett kan forurenses. Særlig kan dette ødelegge resultatene hvis man arbeider med vanlig forekommende genmateriale. Derfor kan analysene bare gjøres i "super-reine" laboratorier.

 

– Hanna Hånes