PCR – có những loại nào?

Kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction) là một trong những công nghệ quan trọng nhất trong nghiên cứu gene học và y học. PCR có những loại khác nhau để phục vụ cho từng mục đích cụ thể. Kỹ thuật này đã được phát triển vào những năm 1980 bởi nhà khoa học người Mỹ Kary Mullis.

Mullis, người đoạt giải Nobel Hóa học năm 1993, đã tìm ra cách tạo ra một lượng lớn các mẫu cơ sở nucleotide bằng cách sao chép các đoạn cụ thể của DNA nhiều lần. Ông đã phát hiện ra rằng một enzyme gọi là Taq polymerase, được tìm thấy trong vi khuẩn sống trong môi trường nóng, có thể được sử dụng để sao chép các đoạn DNA.

Khi kỹ thuật PCR được phát triển, nó đã có một sự ảnh hưởng lớn đến nghiên cứu gene học và y học. Nó đã cho phép các nhà khoa học sao chép lượng lớn các đoạn DNA nhanh chóng và dễ dàng, giúp cho việc nghiên cứu và xác định gen trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.

Kỹ thuật PCR đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ xác định bệnh lý và phát hiện virus và vi khuẩn đến tạo ra các sản phẩm sinh học như insulin và hormon tăng trưởng.

Sau khi kỹ thuật PCR được phát triển, nhiều biến thể khác nhau đã được tạo ra, bao gồm qPCR, ddPCR và PCR digital, để cải thiện độ chính xác và độ nhạy của kỹ thuật này. Tuy nhiên, kỹ thuật PCR vẫn là một công nghệ quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng và nghiên cứu khoa học.

1. Kỹ thuật PCR

Quá trình PCR bao gồm ba bước chính: denaturation, annealing và extension. Trong bước denaturation, mẫu DNA hoặc RNA được đun nóng để phá vỡ liên kết hydro trong chuỗi nucleotide và tách các chuỗi ra khỏi nhau. Sau đó, trong bước annealing, các mẫu primer (đoạn nhỏ của DNA hoặc RNA) được thêm vào mẫu để gắn vào chuỗi cơ sở nucleotide. Cuối cùng, trong bước extension, một phân tử enzyme polymerase được thêm vào để sao chép các chuỗi cơ sở nucleotide mới bằng cách thêm vào các nucleotide phù hợp với chuỗi cơ sở nucleotide gốc.

Quá trình này được lặp lại nhiều lần, mỗi lần tạo ra một lượng lớn các chuỗi cơ sở nucleotide mới. Số lượng chuỗi cơ sở nucleotide được tạo ra tăng lên theo cấp số nhân và có thể đạt hàng triệu hoặc cả tỷ lần trong vài giờ.

2. Các loại PCR thường dùng trên lâm sàng

PCR (Polymerase Chain Reaction) là một công nghệ quan trọng trong lâm sàng, được sử dụng để phát hiện và xác định các bệnh lý và di truyền. Dưới đây là một số loại PCR phổ biến được sử dụng trong lâm sàng:

• Real-time PCR  (qPCR): Loại PCR này được sử dụng để định lượng acid nucleic trong mẫu, thường được sử dụng để xác định sự hiện diện của virus và vi khuẩn, và theo dõi sự phát triển của ung thư.
• Nested PCR: Loại PCR này sử dụng hai cặp primer để tăng độ nhạy và độ chính xác của kỹ thuật. Nested PCR thường được sử dụng để phát hiện virus và vi khuẩn hiếm hoặc mẫu có lượng virus rất thấp.
• Reverse transcription PCR (RT-PCR): Loại PCR này được sử dụng để chuyển đổi RNA thành DNA trước khi sử dụng PCR để phát hiện và định lượng các RNA virus như HIV, HCV, và SARS-CoV-2.
• Multiplex PCR: Loại PCR này cho phép phát hiện nhiều loại virus hoặc vi khuẩn cùng lúc trong một mẫu. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí so với việc thực hiện các PCR riêng lẻ cho từng loại virus.
• Digital PCR (dPCR): Loại PCR này được sử dụng để định lượng acid nucleic trong mẫu. Digital PCR sử dụng một số ống PCR nhỏ để phân tách mẫu thành các phản ứng nhỏ hơn, tạo ra một kết quả số học chính xác hơn so với qPCR.
• Allele-specific PCR: Loại PCR này được sử dụng để phát hiện các biến thể gene học. Allele-specific PCR sử dụng primer đặc hiệu cho một loại alen cụ thể để phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của loại alen đó trong mẫu.

Các loại PCR trên đã được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng để phát hiện và xác định các bệnh lý và di truyền, giúp cải thiện chẩn đoán và điều trị bệnh tốt hơn.