ריאקציית שרשרת של פולימרז לבדיקות גנטיות - PCR-based genetic testing

הדפס

ריאקציית שרשרת של פולימרז (PCR) לבדיקות גנטיות
PCR-based genetic testing
יוצר הערך	פרופ' מוטי שוחט

לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושים – בדיקות גנטיות

ריאקציית שרשרת של פולימרז (PCR‏, Polymerase Chain Reaction) לבדיקות גנטיות היא שיטה שנועדה לשפר את הדיוק והמהירות של הבדיקות ברמת הגן (Gene). בנוסף לאבחון מחלות גנטיות נעזרים בה גם לאבחון מחלות זיהומיות, לבידוד מקטעים ספציפיים ב-DNA‏ (DeoxyriboNucleic Acid), להכנת פרובים (Probes), ועוד.

השיטה פשוטה, כל שנחוץ לדעת מראש על הגן הנבדק הוא רצף של מספר בסיסים (חומצות גרעין), בתחילת הגן ובסופו (או בקרבתו). למספר הבסיסים האלו ניתן להכין מקטע מקביל, אשר יתקשר רק אליו ובאופן ספציפי. למקטע הזה קוראים Primer. לאחר היצמדות ה-Primer ל-DNA תגרום הוספת אנזים (Enzyme)‏ Polymerase להעתקת הגן הרצוי באופן סלקטיבי. חימום התמיסה יגרום להיפרדות השרשרות הדו-גדיליות בקטע הגן המועתק. קירורה מחדש שוב יפגיש את הגן הרצוי עם ה-Primer הסלקטיבי, ובנוכחות ה-Polymerase תתרחש הכפלה נוספת של הגן למקטע DNA. וכך, כעבור 20 סיבובים כאלו של חימום וקירור, מוכפל הגן הרצוי בפי 220 (2 בחזקת 20).

תוצר התהליך הזה, הנמשך כשעתיים, הוא כמות גדולה של המקטע הרצוי באופן ייחודי. השיטה כל כך רגישה, שדי בתא אחד במבחנה (מולקולה אחת של DNA) כדי להשיג הכפלה סלקטיבית (ייחודית) של הגן הרצוי. מכיוון שה-DNA הוא מולקולה יציבה, ניתן להכפיל מקטעי DNA מרקמות שנשמרו 50 שנה בתוך Paraffin במכונים הפתולוגיים (Pathology), או אפילו מפרפרטים מיקרוסקופיים (Microscopic preparates). מכאן ניתן לשער את העוצמה הגלומה בשיטה הזו, המאפשרת לבצע מחקרים תוך שימוש ברקמות קיימות. אין צורך להמתין לגדילת תאים בתרבית, ודי בתאים בודדים המתקבלים מנוזל מי השפיר, למשל, כדי לקבל תוך כשעתיים כמויות גדולות של הגן הנבדק. ניתן לבדוק את רצף הבסיסים של הגן שעבר הכפלה ב-PCR, כדי לקבוע אם קיימת בו מוטציה (Mutation) או שלא קיימת.

שימושים

יעילות השיטה וחשיבותה הודגמו במחלות רבות, כגון ב-Thalassemia. מכיוון שהמוטציות ב-Thalassemia משתנות ממשפחה למשפחה, אין היום שיטה טובה יותר לאבחון הבסיס המולקולרי של המחלה. ואמנם בעזרת ה-PCR אופיינו המוטציות בקבוצות האתניות השונות הסובלות ממנה. כמעט כל אבחון טרום-לידתי ממי שפיר או מסיסי שליה שנעשה ברמת ה-DNA מתבצע בעזרת ה-PCR, ש"חוסך" עיכוב הנובע מהצורך לגדל תאים רבים בתרבית. בעזרת ה-PCR מכפילים היום גם מקטעי DNA פולימורפיים הנמצאים בסמיכות לגן נבדק על מנת לאפשר אבחון טרום-לידתי בשיטת תאחיזה גנטית.

באותה מידה ניתן להשתמש בשיטה כדי לזהות את קיומו של נגיף הרפס (Herpes virus) בנוזל חוט השדרה, נגיף ה-AIDS‏ (Acquired Immune Deficiency Syndrome) בדם של יילודים, חיידק השחפת בנוזל הקיבה וכדומה, אם משתמשים ב-Primer הייחודי לאותו חיידק או נגיף. יישומי השיטה הולכים ומתרבים בשירות הקליני-אבחנתי, ובאותה מידה היא חשובה במחקר להשלמת מיפוי הגן האנושי, ולפיצוח הקוד הגנטי.

ביבליוגרפיה

• Buyse ML. Birth Defects Encyclopedia. Center of Birth Defects Information Services, Inc.
• Emery AE, Rimoin DL. Principles and Practice of Medical Genetics. Churchill Livingstone,
• Harper PS. Practical Genetic Counseling.. Butterworth-Heinemann Ltd.
• Jones KL. Smith's Recognizable Patterns of Human Malformation. W.B. Saunders Comp. Philadelphia.

מקורות נוספים

אנציקלופדיה גנופדיה - למידע המיועד לציבור הרחב: אנציקלופדיה גנטית לייעוץ גנטי, מחלות גנטיות ובדיקות גנטיות בשפה העברית ובצורה המתאימה גם למידע עבור המשפחות.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' מוטי שוחט