[スポンサーリンク]

chemglossary

ポリメラーゼ連鎖反応 polymerase chain reaction(PCR)

[スポンサーリンク]

ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction, PCR)とは、特定の塩基配列をもつDNA断片を迅速に増幅できる技術です。

1986年にキャリー・マリスによって発明されました。彼はデート中にPCR法の着想を得た、というユニークな逸話をもつ技術としても知られています。この功績によりマリスは1993年のノーベル化学賞を受賞しています。

プライマーという短いDNA断片に挟まれる区間のDNA配列を、指数関数的に増幅させることが出来ます。現在では分子生物学・医学など、DNAを扱う研究領域であれば常套手段となっています。
その威力は絶大なもので、フェムトモル(1000兆分の1モル)程度のDNAがあれば、検出容易な程度にまで増幅が可能だとか。いやはや凄いですね。

比較的身近では、犯罪捜査におけるDNA鑑定がその応用先としてあげられます。遺留品から採取されたヒトDNAのなかでも、個人差の大きな部分の塩基配列をPCRで増幅して調べています。

PCRの流れ

PCRでの増幅反応を行う際には、まずPCRチューブと呼ばれる2 cmほどの大きさのサンプルチューブに試薬を入れます。必要な試薬は、鋳型となるDNA(テンプレートDNA)、増幅の位置を決めるための二種類のDNA断片(プライマーforward & reverse)、DNAポリメラーゼ、DNAの原料となるデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP; N = A, T, G, C)、そしてバッファーです。

サンプルが用意できたら、チューブをPCR装置にセットして、各サイクルの温度や時間、サイクル数を設定します。PCRでは、DNAの解離、プライマーの結合、DNAの重合(伸長)という3つのステップを何度も繰り返すことで、サンプルを増幅させます。DNAの解離は約98 ºC、DNAの伸長は約72 ºC(ポリメラーゼの最適温度)とほぼ決まっており、プライマーの結合温度には、個々のプライマー配列に特有な解離温度(Tm値)を設定します。DNAの伸長ステップの時間は、増幅したいDNA配列の長さに合わせて設定します。

プライマーのデザイン

PCRにおいて特に重要なのが、プライマーのデザインです。プライマーは、増幅したい配列を挟むようにしてデザインします。

プライマーデザインにおいて気をつけるべきなのは、一般的に以下の点です。(使う試薬によって異なる場合もある。)

  • 長さは18-24塩基程度
  • グアニン(G)・シトシン(C)含有率が40-60%程度
  • 終わりと始めはGやC
  • Tm値は50-60°C程度
  • 2つのプライマー(forward & reverse)のTm値の差は5 ºC以内
  • 2つのプライマーが相補的にならない

以下のムービーも参考にどうぞ。

関連書籍

外部リンク

cosine

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 金属-有機構造体 / Metal-Organic Framewo…
  2. 一重項分裂 singlet fission
  3. ランタノイド Lanthanoid
  4. 並行人工膜透過性試験 parallel artificial m…
  5. E値 Environmental(E)-factor
  6. エピジェネティクス epigenetics
  7. 真空ポンプ
  8. フラグメント創薬 Fragment-Based Drug Dis…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. スタンリー・ウィッティンガム M. S. Whittingham
  2. (–)-Batrachotoxinin Aの短工程全合成
  3. 印象に残った天然物合成 2
  4. オキサリプラチン /oxaliplatin
  5. 窒素固定をめぐって-2
  6. 【21卒イベント 大阪開催2/26(水)】 「化学業界 企業合同説明会」
  7. 2016年9月の注目化学書籍
  8. 池田 富樹 Tomiki Ikeda
  9. 微生物細胞に優しいバイオマス溶媒 –カルボン酸系双性イオン液体の開発–
  10. ナノグラムの油状試料もなんのその!結晶に封じて分子構造を一発解析!

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

[書評]分子の薄膜化技術

概要スマートフォンや大型ディスプレイに搭載されている有機ELは、1980年代から世界中で熾烈…

【ジーシー】新卒採用情報(2022卒)

弊社の社是「施無畏」は、「相手の身になって行動する」といった意味があります。これを具現化することで存…

株式会社ジーシーってどんな会社?

株式会社ジーシーは歯科医療一筋に99年の歴史も持ち、歯科医療業界では国内NO.1のシェアを誇ります。…

ものづくりのコツ|第10回「有機合成実験テクニック」(リケラボコラボレーション)

理系の理想の働き方を考える研究所「リケラボ」とコラボレーションとして「有機合成実験テクニック」の特集…

第13回ケムステVシンポジウム「創薬化学最前線」を開催します!

第12回開催告知をお知らせしたばかりですが、第13回もあります!COVID-19の影響で、世…

Grignard反応剤が一人二役!? 〜有機硫黄化合物を用いるgem-ジフルオロアルケン類の新規合成法〜

第284回のスポットライトリサーチは、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所・前川侑輝 博士…

第134回―「脳神経系の理解を進める分析化学」Jonathan Sweeder教授

第134回の海外化学者インタビューはジョナサン・スウィードラー教授です。イリノイ大学アーバナ・シャン…

第十二回ケムステVシンポ「水・有機材料・無機材料の最先端相転移現象 」

12月になりましたね。大好評のケムステシンポも今年は残りあと2回となりました。第12回となる…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP