[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

[amazonjs asin=”4897069211″ locale=”JP” title=”改訂 PCR実験ノート―みるみる増やすコツとPCR産物の多彩な活用法 (無敵のバイオテクニカルシリーズ)”][amazonjs asin=”4061538616″ locale=”JP” title=”ラボマニュアル DNAチップとリアルタイムPCR (KS生命科学専門書)”][amazonjs asin=”4758101876″ locale=”JP” title=”原理からよくわかるリアルタイムPCR完全実験ガイド (実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ)”][amazonjs asin=”4758101787″ locale=”JP” title=”目的別で選べるPCR実験プロトコール―失敗しないための実験操作と条件設定のコツ (実験医学別冊)”][amazonjs asin=”4150502900″ locale=”JP” title=”マリス博士の奇想天外な人生 (ハヤカワ文庫 NF)”]

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
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. 光線力学療法 Photo Dynamic Therapy (PD…
  2. Z-スキームモデル Z-Scheme Model
  3. エレクトロクロミズム Electrochromism
  4. 生物学的等価体 Bioisostere
  5. 超臨界流体 Supercritical Fluid
  6. SELEX法/Systematic Evolution of L…
  7. 熱活性化遅延蛍光 Thermally Activated Del…
  8. 逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR; reverse tr…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 反応操作をしなくても、化合物は変化する【プロセス化学者のつぶやき】
  2. 第43回メディシナルケミストリーシンポジウム@京都
  3. あなたはどっち? 絶対立体配置
  4. TQ: TriQuinoline
  5. 武田薬品、高血圧治療剤が米で心不全の効能追加
  6. セルロースナノファイバーの真価【オンライン講座】
  7. 研究室でDIY!~エバポ用真空制御装置をつくろう~ ①
  8. セルロース由来バイオ燃料にイオン液体が救世主!?
  9. 【ユシロ】新卒採用情報(2028卒)
  10. 第一三共 抗インフルエンザ薬を承認申請

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2007年10月
月 火 水 木 金 土 日
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

2026年ノーベル化学賞ケムステ予想当選者発表!

2026年のノーベル化学賞は、「不斉有機合成における非線形効果および自己触媒作用の発…

第64回ケムステVシンポ「データとともに進化する未来の化学」を開催します!

第64回ケムステVシンポの会告を致します。産業技術総合研究所主催の化学シンポジウムシリーズ(…

品質工学とマテリアルズ・インフォマティクス ― 両技術の概要と連携事例

開催概要材料開発やものづくりの現場では、探索すべき組成やプロセス条件が増えるほど組み合わせが爆発…

大学院留学してよかったこと, 悪かったこと【英語, 経済面, オーバードクターに関するお話】

海外の大学で、その大学に籍を置く大学 (院) 生として留学することは「学位留学」と呼ばれたりします。…

光前駆体法の活用によって、ヘプタセンで初の一重項分裂を観測!

第725回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 理学研究科化学専攻 有機元素化学研究室(山田研…

【スタッフ・寄稿募集】Chem-Stationで、化学を「伝える側」になりませんか?

Chem-Station(ケムステ)は2000年に開設された国内最大の化学ポータルサイトです。大学・…

第17回大津会議―とある参加者の記録―

2026年9月28日~29日に開催された第17回大津会議についての、とある参加者の記録です。この記事…

第17回大津会議 -Otsu Conference- 2026 開催報告 ~新体制で紡ぐ「有機合成の夢」~

第17回大津会議が2026年9月28日(月)〜9月29日(火)びわ湖大津プリンスホテルにて開催されま…

有機合成化学協会誌2026年10月号:医薬品プロセス開発・σ芳香族性・含窒素複素環・メロテルペノイド二量体・高歪み化合物

有機合成化学協会が発行する「有機合成化学協会誌」2026年10月号がオンラインで公開されています。…

時代は水だ! セメントのように水と混ぜるだけで成形・硬化できる「水硬性」高分子

第724回のスポットライトリサーチは、東京科学大学物質理工学院(大塚研究室)博士前期課程2年の徳満玲…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP