Porque o cloreto de magnésio é usado no PCR

Escrito por matthew williams | Traduzido por pamela oliveira
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Quando um investigador da cena de crime ou médico obtém uma amostra de DNA, frequentemente não há material suficiente para uma análise adequada. Para simular as condições do processo de replicação de DNA no corpo, os cientistas desenvolveram um processo chamado de PCR que funciona como uma máquina de xérox e faz cópias de uma amostra de DNA. Existem muitos componentes em uma reação de PCR, e o cloreto de magnésio é um dos mais vitais.

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Imitando o corpo

A reação de polimerase em cadeia (PCR) foi desenvolvida para imitar o forma natural de replicar o DNA. Esta é uma sequência de nucleotídeos, e cada nucleotídeo tem três partes. O esqueleto da molécula de DNA é uma unidade repetida de açúcar e fosfato, e cada açúcar está ligado a uma base nitrogenada. Existem quatro bases: guanina, citosina, adenina e timina. O DNA é formado por duas fitas de açúcar com fosfato paralelas com duas bases nitrogenadas se ligando entre dois açúcares. Quando o DNA se replica no corpo, uma enzima chamada de helicase quebra as ligações estre as bases nitrogenadas. Uma segunda enzima, a DNA polimerase, liga novos nucleotídeos no lugar dos velhos. Finalmente, uma terceira enzima, chamada ligase, junta as novas moléculas.

Componentes da reação de PCR

Poucas mudanças precisam ser feitas para replicar o DNA em uma reação em laboratório. No lugar de helicase, uma reação de PCR simplesmente usa o calor para quebrar as ligações entre as bases nitrogenadas. A DNA polimerase humana não é estável o suficiente para aguentar essa temperatura. Uma molécula similar chamada de Taq polimerase, ou polimerase termostável, é usada no lugar da humana, pois pode superar a temperatura usada no PCR. Adicionalmente, uma reação de PCR precisa de nucleotídeos livres, um tampão e magnésio.

O papel do cloreto de magnésio

O cloreto de magnésio é o método preferido para adicionar o magnésio a um experimento de PCR. A polimerase termostável requer a presença de magnésio para agir como um cofator durante o processo da reação. Seu papel é similar ao de um catalizador, no qual o magnésio não é exatamente consumido na reação, mas ela não pode seguir sem a presença dele.

Efeitos de magnésio abundante

Quanto mais magnésio for adicionado à reação de PCR, mais rápido ela avança. Entretanto, não é necessariamente uma coisa boa. Se muito magnésio estiver presente, a DNA polimerase vai funcionar muito rápido e frequentemente cometerá muitos erros no processo de cópia. Isso vai levar à produção de muitas fitas de DNA diferentes que não necessariamente representam a amostra original que foi dada.

Efeitos do magnésio escasso

Se o magnésio está em nível limitado na reação, ela não vai acontecer tão rápido quanto deveria, se funcionar. Você pode tentar fazer 40 ciclos de PCR, mas não conseguir o número de cópias desejado. Cada ciclo de PCR dobra a quantidade de DNA no tubo de ensaio exponencialmente. Então apesar de começar com uma amostra pequena você termina com uma amostra muito maior. Se não há magnésio suficiente, uma parte da DNA polimerase não vai ser ativada e não vai funcionar. Entretanto, o calor vai ter separado o DNA que estiver na amostra e ele não vai ser recuperado. Logo, o experimento como um todo pode ser arruinado se não houver magnésio suficiente.

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