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आण्विक जीव विज्ञान (Molecular Biology)

पीसीआर: पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया

Hamid Ali

December 21, 2017

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Hello Biology Lovers, आज के हमारे ब्लॉग का शीर्षक है पीसीआर: पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (Polymerase Chain Reaction) । इसमें हम पीसीआर (PCR in Hindi. पीसीआर इन हिंदी) का बारे में संक्षिप्त जानकारी प्राप्त करेंगे।

पीसीआर: पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (Polymerase Chain Reaction)

कैरी मुलिस द्वारा पीसीआर का उपयोग 1983 में किया गया। इसलिए उनको 1993 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार प्राप्त हुआ।
पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (Polymerase Chain Reaction) एक पात्रे डीएनए प्रवर्धन तकनीक ( In-vitro DNA amplification technique) है, जिसके द्वारा किसी जीन या वांछित डीएनए की लाखों प्रतियों को कुछ ही समय में संश्लेषित (Synthesis) किया जा सकता है। इसमें विशिष्ट डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम (जिसे टैक पॉलीमेरेज़ कहा जाता है) का इस्तेमाल किया जाता है।

यहाँ पात्रे डीएनए प्रवर्धन का अर्थ जीव के शरीर के बाहर किसी पात्र जैसे परखनली (Testtube), पेट्रीडीश (Petri Dish) में किसी एक डीएनए से उसकी बहुत सारी प्रतिलिपिया (Copy) प्राप्त करने से है।

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पीसीआर इन हिंदी

पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के घटक (Component of PCR):

1. लक्ष्य डीएनए (Target DNA):-

वह वांछित DNA जिसमें प्रवर्धन (Ampification) के लिए आवश्यक अनुक्रम (Sequence) होते है।

2. ओलिगोन्युक्लियोटाइड प्राइमर (Oligonucleotide Primer):-

DNA के दोनों रज्जुको के 3′ सिरे पर जुड़कर प्रतिलिपिकरण (replication) की शुरुआत करता है।

3. टैक पॉलीमेरेज (Taq Polymerase) :-

यह तापस्थायी डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम है जो dNTP का उपयोग करके DNA के नये रज्जुक (strain) का संश्लेषण (synthesis) करता हैं। इसको थर्मस इक्वीटीकस (Thermus aquatics) जीवाणु से प्राप्त किया जाता है।

Thermotoga maritama से Tma DNA polymerase तथा Pyrococcus furiosus से Pfu DNA Polymerase प्राप्त किया जाता है। जिनका उपयोग में पीसीआर में किया जा सकता है।

4. dNTP –

डीओक्सी न्यूक्लियोटाइड ट्राइफोस्फेट्स का उपयोग करके डीएनए का संश्लेषण किया जाता हैं। ये चार प्रकार के होत्ते है –

dATP

dGTP

dTTP

dCTP

5. Mg²+ आयन :-

ये पोलीमरेज़ एंजाइम के सह-कारक (Co-factor) के रूप में कार्य करते है।

6.बफर विलियन (Buffer Solution): –

एंजाइम की गतिविधि के लिए उपयुक्त pH प्रदान करता है।

7.प्रेरक (Promoter): –

Bovine Serum Albumin (BSA) पीसीआर की प्रक्रिया को बढ़ाता है।

8.संदमक (Inhibitor): –

Humic Acid पीसीआर की प्रक्रिया को कम करता है।

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पीसीआर के चरण (Steps of PCR)

एक पीसीआर चक्र में तीन चरण (Step) होते है:

चरण I: निष्क्रियकरण (Denaturation)

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण को 1 मिनट के लिए 94^० C तक गरम किया गया। उच्च तापमान के कारण DNA के दोनों रज्जुको (Strain) के बीच के H-बंध टुटकर दोनों रज्जुक पृथक हो जाते है।

चरण 2: उपक्रामक तापानुशीलन / प्राइमर एनीलिंग (Renaturation or primer annealing )

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण को 1.5 मिनट के लिए 55^० C पर ठण्ड़ा किया जाता है। तथा डीएनए रज्जुक के दोनों 3′ सिरे पर एक छोटे प्राइमर को जोड़ा जाता है।

चरण 3: उपक्रामक का प्रसार (Synthesis)

वांछित DNA युक्त अभिक्रिया मिश्रण 1 मिनट के लिए 72^० C पर टैक पोलीमरेज़ द्वारा न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ा जाता है। इस प्रकार लगभग 4-5 मिनट की अवधि चक्र पूरा हो जाता है। PCR के प्रत्येक चक्र में डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाती है।

आम तौर पर पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के 30-35 चक्र से डीएनए की मिलियन (10 लाख) प्रतियां प्राप्त होती है।

पीसीआर के अनुप्रयोग (Application of PCR):

1. पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (PCR) का द्वारा जीवों से पृथक (Isolated) डीएनए खंडो (DNA fragments) की कई प्रतिलिपिया (Copies) प्राप्त की जाती है।
2. पीसीआर के द्वारा रक्त सीरम (Blood Serum) में किसी रोगजनक (Pathogen) की सूक्ष्म मात्रा का भी पता लगाया जा सकता है। अतः इसका उपयोग आण्विक निदान (Molecular Diagnosis) में भी होता है।
3. जीन के हेरफेर (Gene Manipulation) और डीएनए लाइबरेरी (DNA libraries) के निर्माण के लिए डीएनए खंडो (DNA fragments) का प्रचार (Propagate) करने में।
4. भ्रूण के लिंग निर्धारण (Sex Determination) में तथा लिंग सम्बन्धी विकार (Sex Disorder) का पता लगाना में।
5. फॉरेंसिक विज्ञान में, डीएनए अंगुलिछापी डीएनए फिंगरप्रिंटिंग (DNA Fingerprinting) में।
6. मैपिंग जीन के लिए पीसीआर उत्पादों का इस्तेमाल किया जा सकता है।
7. आनुवंशिक रोगों का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।
8. पीसीआर का उपयोग डीएनए के अनुक्रम को ज्ञात करने (DNA Sequencing) में भी किया जाता है।

आनुवंशिक कोड (Genetic Code in Hindi)

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