การเพิ่มจํานวน dna ด้วยเทคนิค pcr

6.1.2 การเพิ่มจำ�นวน DNA ด้วยเทคนิค PCR

ครูนำ�เข้าสู่บทเรียน โดยให้นักเรียนศึกษารูป 6.4 ในหนังสือเรียนที่แสดงการเข้าคู่กันของ

ไพรเมอร์มีลำ�ดับเบสที่เป็นเบสคู่สมกับลำ�ดับเบสบนสายดีเอ็นเอแม่แบบ และรูป 6.5 การเพิ่มปริมาณ

DNA โดยเทคนิค PCR แล้วร่วมกันวิเคราะห์และอภิปรายเพื่อนำ�ไปสู่การสืบค้น โดยมีประเด็นอภิปราย

ดังนี้

ลำ�ดับเบสของไพรเมอร์มีความสำ�คัญอย่างไรต่อตำ�แหน่งการเพิ่ม DNA

เทคนิค PCR มีขั้นตอนอย่างไร

การเพิ่มอุณหภูมิให้สูง ทำ�ให้ DNA สายคู่ แยกออกจากกันได้อย่างไร

การเพิ่มจำ�นวน DNA ที่ต้องการจำ�นวนมากโดยเทคนิค PCR นำ�มาประยุกต์ใช้ประโยชน์

ในด้านใดบ้าง

จากการสืบค้น การวิเคราะห์ และอภิปราย นักเรียนควรได้ข้อสรุปว่า เทคนิค PCR เป็นการเพิ่ม

จำ�นวน DNA ในหลอดทดลองเพื่อให้ได้โมเลกุลของ DNA ที่เหมือนกันในปริมาณมาก โดยใช้

เครื่องเทอร์มอลไซเคลอร์ โดยทั่วไปในการทำ�ปฏิกิริยา PCR เป็นการเพิ่มจำ�นวน DNA บางบริเวณ

ไม่ได้ครอบคลุมทั้งสายของ DNA ต้นแบบ ถ้าต้องการเพิ่มจำ�นวน DNA ที่บริเวณใด ให้เลือกไพรเมอร์

ที่มีลำ�ดับเบสเป็นเบสคู่สมกับดีเอ็นเอแม่แบบที่จุดเริ่มต้นของแต่ละสายซึ่งครอบคลุมบริเวณนั้นของ

สายดีเอ็นเอแม่แบบซึ่งมีลำ�ดับเบสเป็นเบสคู่สมกับไพรเมอร์

กระบวนการสังเคราะหดีเอ็นเอ ทำ�ได้โดยใช้ดีเอ็นเอแม่แบบ ไพรเมอร์ นิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด คือ

นิวคลีโอไทด์ที่มีเบส A T G และ C และเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสใส่ในหลอดทดลองที่มีสารละลาย

บัฟเฟอร์ที่เหมาะสมต่อการเกิดปฏิกิริยา การเกิดปฏิกิริยาใน 1 รอบ มีลำ�ดับขั้นตอน ดังนี้

1. เพิ่มอุณหภูมิให้สูง ทำ�ให้ดีเอ็นเอแม่แบบสายคู่แยกออกเป็นสายเดี่ยว เนื่องจากพันธะ

ไฮโดรเจนระหว่างพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายถูกทำ�ลาย

2. ลดอุณหภูมิลง ทำ�ให้ไพรเมอร์จับกับสายดีเอ็นเอแม่แบบด้วยพันธะไฮโดรเจน

3. ปรับอุณหภูมิให้เหมาะสมต่อการทำ�งานของเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส ซึ่งจะนำ�

นิวคลีโอไทด์อิสระมาต่อที่ปลาย 3’ ของไพรเมอร์ไปเรื่อยๆ ทำ�ให้เกิดการจำ�ลองสาย DNA

จากสายดีเอ็นเอแม่แบบ

4. เพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น ทำ�ให้สาย DNA สายคู่ที่เกิดจากปฏิกิริยารอบที่ 1 แยกออกจากกัน

และเกิดปฏิกิริยาในรอบต่อไป

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 6 | เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ

ชีววิทยา เล่ม 2

155

เครื่องเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีในห้องปฏิบัติการที่ทำงานเกี่ยวข้องกับ DNA โดยเป็นเครื่องมือที่ใช้ประกอบกับเทคนิค PCR ในการเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นในหลอดทดลอง การรู้ถึงหลักการของเครื่องมือ วิธีการใช้งานอย่างถูกต้อง จะทำให้ผลการทดลองหรืองานวิจัยนั้นมีความน่าเชื่อถือ

เครื่องเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีในห้องปฏิบัติการที่ทำงานเกี่ยวข้องกับ DNA ลักษณะของเครื่องเหมือนหม้อหุงข้าว เมื่อเปิดฝาออกภายในมีหลุมสำหรับใส่ตัวอย่าง ขนาด 0.2 ml จำนวน 48-96 หลุม (ตามคุณสมบัติของแต่ละเครื่อง) เครื่องนี้มีความสามารถในการปรับเปลี่ยนอุณหภูมิร้อนและเย็น และในแต่ละช่วงอุณหภูมินั้นสามารถตั้งเวลาได้ การทำงานจะเปลี่ยนอุณหภูมิ ระยะเวลา ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ หมุนเวียนกันไปนับเป็นจำนวนรอบ โดยในช่วงอุณหภูมิและระยะเวลาที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อตัวอย่าง DNA ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในหลายลักษณะ เทคนิคที่ใช้ในการเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นในหลอดทดลอง เรียกว่าเทคนิคพีซีอาร์ หรือ polymerase chain reaction เทคนิคนี้จะเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นโดยอาศัยหลักการการจำลองตัวเอง ในธรรมชาติ DNA จะอยู่เป็นสายคู่บิดเกลียววนขวา ประกอบด้วยเบส A T C และ G การเพิ่มปริมาณ DNA ในหลอดทดลองจะมี 3 ขั้นตอนคือ

1)      Denaturation เป็นการแยกสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจากสภาพที่เป็นเส้นคู่ให้เป็นเส้นเดี่ยวโดยใช้อุณหภูมิในช่วง 92-95 องศาเซลเซียส

2)      Annealing เป็นขั้นตอนที่ลดอุณหภูมิลงอยู่ในช่วง 50-60 องศาเซลเซียส และใช้ไพรเมอร์ซึ่งเป็นดีเอ็นเอสายสั้น ๆ (ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวน 17-24 เบส) ที่มีลำดับเบสเป็นเข้าคู่กับสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจับคู่กัน

3)      Extension เป็นขั้นตอนการสร้างดีเอ็นเอสายใหม่โดยสังเคราะห์ต่อจากส่วนปลายของไพรเมอร์ (ที่ใส่เข้าไปในขั้นที่สอง) ตามข้อมูลบนดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบแต่ละสายโดยอาศัยการทำงานของเอ็นไซม์ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เรส (DNA polymerase) ซึ่งเอนไซม์นี้ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 72-75 องศาเซลเซียส

การทำ PCR ขั้นตอนที่ 1 ถึง 3 นับเป็นจำนวน 1 รอบ ให้ผลผลิตเป็นดีเอ็นเอสายคู่ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สมกับดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเมื่อทำ PCR ขั้นตอนที่ 1 ถึง 3 หมุนเวียนไปอีกหลาย ๆ รอบ ปริมาณดีเอ็นเอจะเพิ่มขึ้นได้หลายเท่าทวีคูณ กล่าวคือปริมาณ DNA จะเพิ่มตามจำนวนรอบในการทำ PCR โดยปริมาณ DNA จะเท่า 2n เมื่อ n เท่ากับจำนวนรอบ

เทคนิค PCR นี้สามารนำไปใช้ประโยชน์ในการวิจัยด้านต่างๆ เช่นทางการแพทย์ ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคจากพันธุกรรม ได้แก่ การตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ทางการเกษตร มีประโยชน์ต่อการตรวจวินิจฉัยโรคพืช การตรวจสอบสายพันธุ์พืช นอกจากนี้แล้วเทคนิคพีซีอาร์ ยังช่วยให้เข้าใจพันธุกรรมของเชื้อโรคพืช ตลอดจนการนำไปใช้ในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส หรือเชื้อสาเหตุโรคอื่น ๆ

เทคนิค PCR คือเทคนิคใด

Polymerase chain reaction หรือ PCR เป็นการเพิ่มจํานวนยีนหรือชิ้นส่วน DNA ที่สนใจในหลอดทดลองแบบ ซํ้าๆ กันหลายๆ รอบ (repeated cycles) โดยอาศัยการทํางานของเอนไซม์ polymerase ที่มีคุณสมบัติทนความร้อน (thermostable DNA polymerase) โดยจํานวน DNA ที่เพิ่มขึ้นในแต่ละรอบปฏิกิริยาจะเป็นลักษณะแบบ exponential curve คํานวณได้ ...

เทคนิค PCR มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการใด

ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (อังกฤษ: polymerase chain reaction; ตัวย่อ: PCR) เป็นกระบวนการสังเคราะห์ชิ้นส่วนดีเอ็นเอในหลอดทดลอง ซึ่งกระบวนการนี้เลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิต ผู้คิดค้นเทคนิคพีซีอาร์ คือ Kary Mullis พีซีอาร์ประกอบไปด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

การเพิ่ม DNA ที่เหมือนกันเรียกว่าอะไร

การเพิ่มจำ นวนของ DNA ที่เหมือนกันนั้นเรียกว่า การโคลนดีเอ็นเอและถ้า DNA บริเวณ ดังกล่าวเป็นยีนเรียกว่า การโคลนยีน การเพิ่มจำ นวน DNA อาจทำ ได้โดยใช้พลาสมิดของแบคทีเรีย และเทคนิคพอลิเมอเรสเชนรีแอกชันหรือ PCR.

ความแตกต่างของเทคนิคโคลนนิ่ง(Cloning) กับ เทคนิคพีซีอาร์ (PCR) คือะไร

2. ความแตกต่างของเทคนิคโคลนนิ่ง(Cloning) กับ เทคนิคพีซีอาร์ (PCR) คือ ก.โคลนนิ่งเป็นเทคนิคในการสร้างสารพันธุกรรมที่เหมือนกันในหลอดทดลอง แต่พีซีอาร์เป็นการสร้างดีเอ็นเอจำนวนเพิ่มขึ้น

Toplist

โพสต์ล่าสุด

แท็ก