تتحدث نشرة معهد العناية بصحة الأسرة، مؤسسة الملك الحسين، اليوم الأربعاء، عن تفاعل البوليميريز المتسلسل، المعروف بفحص الـ (PCR)، موضحة ماهيته، واستخداماته، وكيفية عمله.

وتتناول نشرة المعهد فحص الـ (PCR) كونه أكثر الفحوصات المستخدمة حاليا في ظل جائحة كورونا، وهو الفحص المعتمد بالدرجة الأولى من قبل منظمة الصحة العالمية للكشف عن الفيروس.

ما هو فحص ال (PCR)؟
غالبًا ما يتم التحدث عن فحص (PCR) باعتباره أحد أهم التطورات العلمية في البيولوجيا الجزيئية، وقد أحدث تفاعل البوليميريز المتسلسل ثورة في دراسة الحمض النووي لدرجة أن مخترعه “كاري بي موليس” حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1993.
تفاعل البوليميريز المتسلسل هو إجراء بسيط ولكنه مفيد للغاية ويُعرف أحيانًا باسم “النسخ الضوئي الجزيئي” وهي تقنية سريعة وغير مكلفة تُستخدم لتضخيم جزء من الحمض النووي المستهدف أو إنتاج الكثير من النسخ منه. بعبارة أخرى، يمكّنك تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) من إنتاج ملايين النسخ من تسلسل حمض نووي معين (DNA) من عينة صغيرة في البداية وأحيانًا من نسخة واحدة.
ونظرًا لأن التحليلات الجزيئية والجينية بحاجة إلى كميات كبيرة من عينة الحمض النووي لدراستها، وأن دراسات قطع الحمض النووي المعزولة تكاد تكون مستحيلة بدون تضخيم، كان لا بد من تكثير انتاج نسخ من هذه القطع المعزولة للتمكن من ذلك.

استخدامات فحص (PCR):
بمجرد تضخيمه، يمكن استخدام الحمض النووي الناتج عن تفاعل البوليميريز المتسلسل في العديد من الإجراءات المختبرية المختلفة. على سبيل المثال: اعتمدت معظم تقنيات رسم الخرائط في مشروع الجينوم البشري (HGP) على فحص البوليميريز المتسلسل، كما يعتبر هذا الفحص ذا قيمة أيضًا في عدد من التقنيات المختبرية والسريرية، بما في ذلك بصمات الحمض النووي، واكتشاف البكتيريا أو الفيروسات (خاصة الإيدز)، وتشخيص الاضطرابات الوراثي.

كيف يعمل فحص PCR؟
– لتضخيم جزء من الحمض النووي يتم تسخين العينة أولاً حتى يتفسخ الحمض النووي، أو ينفصل إلى قطعتين من الحمض النووي أحادي الجديلة عن طريق حدوث تمزق في الروابط الهيدروجينية.
– يقوم إنزيم يسمى (Taq DNA polymerase) ببناء وتجميع شريطين جديدين من الحمض النووي، باستخدام الخيوط الأصلية كقوالب.
– تؤدي هذه العملية إلى مضاعفة الحمض النووي الأصلي، بحيث يحتوي كل جزيء جديد على خيط واحد قديم وآخر جديد من الحمض النووي. ثم يمكن استخدام كل من هذه الخيوط لإنشاء نسختين جديدتين ، وهكذا.
– تتكرر دورة تغيير طبيعة الحمض النووي الجديد وتصنيعه بما يصل إلى 30 أو 40 مرة، مما يؤدي إلى أكثر من مليار نسخة دقيقة من جزء الحمض النووي الأصلي.
وتتم عملية التدوير بالكامل تلقائيًا ويمكن إكمالها في غضون ساعات قليلة. يتم توجيهه بواسطة آلة تسمى جهاز التدوير الحراري (Thermocycler)، والتي تمت برمجتها لتغيير درجة حرارة التفاعل كل بضع دقائق للسماح بتغيير طبيعة الحمض النووي وتكوينه.