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はじめに
近年、コロナウイルス蔓延によりテレビやネットニュースで、PCR法、ワクチンなど、様々な用語が飛び交っていました。
それにより、近年はよりバイオテクノロジーに注目が集まっていると思います。
そして、間近に迫っている共通テストではそういった最近の出来事から問題を出題するといった傾向がみられます。
というわけで、今回はPCR法について紹介したいと思います。
PCR法とは
PCR法、正式名称は「ポリメラーゼ連鎖反応」と呼ばれます。
簡単に言いますと、欲しい遺伝子を簡単に、短時間で増やす方法です。
コロナウイルス感染症では、採取したサンプルを増やして、コロナウイルスの遺伝子があれば陽性、なければ陰性ということになります。
では、実際にPCR法の手順についてみていきましょう。
PCR法の手順
１．二本鎖DNAを約95℃で処理
DNAは通常二本鎖ですが、95℃程度になると完全に一本鎖になります。
増幅させたい箇所のDNAを95℃で処理すると二本鎖DNAがほどけるので、物質を反応させることが出来るようになります。
（しかし、95℃にならなくてもDNAは部分的にほどけます。部分的にほどけた状態で複製が始まってしまうと欲しいDNAが採れない可能性があります。）
２．プライマーを作用させる
DNAを一本鎖にしたら、その箇所にプライマーを付けることができます。
この後DNAポリメラーゼが結合してDNAを伸長するするのですが、プライマーはDNAポリメラーゼが結合する目印となってくれます。
（また、この時のプライマーはDNAプライマーになります。）
DNAにプライマーを作用させるには一度温度を約55℃に下げます。
（この温度をアニール温度と言います。結合するプライマーの塩基配列によって若干前後し、計算で求めることができますが、基本的には50℃以上が目安になっています。）
55℃にすると、プライマーが、自身の塩基配列に相補的な箇所に結合します。
３．DNAポリメラーゼを作用させDNAを複製する
プライマーを付けることが出来たら、いよいよDNAを複製させます。
温度を約72℃に上げて、DNAポリメラーゼを反応させます。
すると、DNAポリメラーゼが元となるDNAを読み取って対応する塩基を結合させます。
因みに、このDNAポリメラーゼは高い温度でも変性しません。
PCR法は当初海底火山の熱水噴出孔に生息する細菌のDNAポリメラーゼを使用していましたが、近年は企業が作ったDNAポリメラーゼなども販売されており、用途によって使い分けがされていることもあります。
４．繰り返す
１～3の工程でDNAを一つから二つにすることが出来ました。
この操作を何回も繰り返すことで、
1→2→4→8→16...と増やすことができます。
さいごに
いかがでしたか？
今回はPCR法についてまとめました。
生物を選択する学生は勿論、そうでない方でも興味のある範囲ではないでしょうか。
理系の学部に進学すると、学部によってはPCR法に登場したプライマーの塩基配列を、自分で考えてデザインする機会もあるかもしれません。
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