Copie dei geni, reazione a catena della polimerasi

La reazione a catena della polimerasi è un metodo grazie al quale è possibile copiare un determinato frammento di DNA, ad esempio un certo gene, presente su un filamento genetico composto da centinaia di migliaia di lettere e di produrne in tempi brevi migliaia di copie.

I ricercatori copiano dei frammenti di DNA così da avere abbastanza materiale sul quale lavorare. In seguito possono, per esempio, cercare se sono presenti errori d'ortografia in un gene e scoprire se ne deriva una malattia.

A questo proposito, il ricercatore deve sapere con quali lettere inizia e finisce il gene d'interesse.

• Primers (iniziatori): corti frammenti di DNA a singolo filamento identici all'inizio e alla fine del gene che dev'essere copiato.
• DNA polimerasi: enzima che può copiare il DNA a partire dal primer.
  
• Una grande quantità dei quattro elementi che costituiscono il DNA, ovvero A, T, G e C.
• Un apparecchio con cui si possa regolare automaticamente la temperatura.

Il ricercatore mescola i primers, la DNA polimerasi e gli elementi costitutivi del DNA A, T, G e C in una provetta e la pone nell'apparecchio.

Il trattamento prosegue a tappe, ognuna caratterizzata da una precisa temperatura.

• 94°C: I due filamenti di DNA si separano, producendo DNA a singolo filamento. Questo processo viene chiamato "denaturazione".

• 60°C: I primers corrispondenti si fissano all'inizio e alla fine di ciascun singolo filamento di DNA, nel punto in cui si trova il gene d'interesse. Si parla di "appaiamento".
   
• 72°C: Il duplicatore di DNA, la DNA polimerasi, si mette al lavoro. Comincia dove ci sono i primers e aggiunge gli elementi costitutivi uno dopo l'altro, seguendo la sequenza complementare. È la fase dell' "elongazione".

Si formano così due doppi filamenti di DNA identici tra loro. Questo ciclo a tre stadi può essere ripetuto più volte. Da un gene se ne ottengono così due, poi quattro, poi otto e via dicendo. Siccome un ciclo dura circa tre minuti, in un'ora si possono produrre più di un milione di copie del gene.