[スポンサーリンク]

chemglossary

ポリメラーゼ連鎖反応 polymerase chain reaction(PCR)

[スポンサーリンク]

ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction, PCR)とは、特定の塩基配列をもつDNA断片を迅速に増幅できる技術です。

1986年にキャリー・マリスによって発明されました。彼はデート中にPCR法の着想を得た、というユニークな逸話をもつ技術としても知られています。この功績によりマリスは1993年のノーベル化学賞を受賞しています。

プライマーという短いDNA断片に挟まれる区間のDNA配列を、指数関数的に増幅させることが出来ます。現在では分子生物学・医学など、DNAを扱う研究領域であれば常套手段となっています。
その威力は絶大なもので、フェムトモル(1000兆分の1モル)程度のDNAがあれば、検出容易な程度にまで増幅が可能だとか。いやはや凄いですね。

比較的身近では、犯罪捜査におけるDNA鑑定がその応用先としてあげられます。遺留品から採取されたヒトDNAのなかでも、個人差の大きな部分の塩基配列をPCRで増幅して調べています。

PCRの流れ

PCRでの増幅反応を行う際には、まずPCRチューブと呼ばれる2 cmほどの大きさのサンプルチューブに試薬を入れます。必要な試薬は、鋳型となるDNA(テンプレートDNA)、増幅の位置を決めるための二種類のDNA断片(プライマーforward & reverse)、DNAポリメラーゼ、DNAの原料となるデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP; N = A, T, G, C)、そしてバッファーです。

サンプルが用意できたら、チューブをPCR装置にセットして、各サイクルの温度や時間、サイクル数を設定します。PCRでは、DNAの解離、プライマーの結合、DNAの重合(伸長)という3つのステップを何度も繰り返すことで、サンプルを増幅させます。DNAの解離は約98 ºC、DNAの伸長は約72 ºC(ポリメラーゼの最適温度)とほぼ決まっており、プライマーの結合温度には、個々のプライマー配列に特有な解離温度(Tm値)を設定します。DNAの伸長ステップの時間は、増幅したいDNA配列の長さに合わせて設定します。

プライマーのデザイン

PCRにおいて特に重要なのが、プライマーのデザインです。プライマーは、増幅したい配列を挟むようにしてデザインします。

プライマーデザインにおいて気をつけるべきなのは、一般的に以下の点です。(使う試薬によって異なる場合もある。)

  • 長さは18-24塩基程度
  • グアニン(G)・シトシン(C)含有率が40-60%程度
  • 終わりと始めはGやC
  • Tm値は50-60°C程度
  • 2つのプライマー(forward & reverse)のTm値の差は5 ºC以内
  • 2つのプライマーが相補的にならない

以下のムービーも参考にどうぞ。

関連書籍

[amazonjs asin=”4897069211″ locale=”JP” title=”改訂 PCR実験ノート―みるみる増やすコツとPCR産物の多彩な活用法 (無敵のバイオテクニカルシリーズ)”][amazonjs asin=”4061538616″ locale=”JP” title=”ラボマニュアル DNAチップとリアルタイムPCR (KS生命科学専門書)”][amazonjs asin=”4758101876″ locale=”JP” title=”原理からよくわかるリアルタイムPCR完全実験ガイド (実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ)”][amazonjs asin=”4758101787″ locale=”JP” title=”目的別で選べるPCR実験プロトコール―失敗しないための実験操作と条件設定のコツ (実験医学別冊)”][amazonjs asin=”4150502900″ locale=”JP” title=”マリス博士の奇想天外な人生 (ハヤカワ文庫 NF)”]

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 抗体触媒 / Catalytic Antibody
  2. 蛍光異方性 Fluorescence Anisotropy
  3. 徹底比較 特許と論文の違い ~明細書、審査編~
  4. 多成分連結反応 Multicomponent Reaction…
  5. 生物指向型合成 Biology-Oriented Synthes…
  6. UiO-66: 堅牢なジルコニウムクラスターの面心立方格子
  7. 非リボソームペプチド Non-Ribosomal Peptide…
  8. 導電性ゲル Conducting Gels: 流れない流体に電気…

注目情報

ピックアップ記事

  1. みんなーフィラデルフィアに行きたいかー!
  2. (S)-5-(ピロリジン-2-イル)-1H-テトラゾール:(S)-5-(Pyrrolidin-2-yl)-1H-tetrazole
  3. メカニカルスターラー
  4. ダイアモンドの双子:「神話」上の物質を手のひらに
  5. ストックホルム国際青年科学セミナー参加学生を募集開始 ノーベル賞のイベントに参加できます!
  6. 第五回 化学の力で生物システムを制御ー浜地格教授
  7. Q&A型ウェビナー マイクロ波化学質問会
  8. アレ?アレノン使えばノンラセミ化?!
  9. 炭素置換Alアニオンの合成と性質の解明
  10. 「芳香族共役ポリマーに学ぶ」ーブリストル大学Faul研より

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2007年10月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

最新記事

新たな有用活性天然物はどのように見つけてくるのか~新規抗真菌剤mandimycinの発見~

こんにちは!熊葛です.天然物は複雑な構造と有用な活性を有することから多くの化学者を魅了し,創薬に貢献…

創薬懇話会2025 in 大津

日時2025年6月19日(木)~6月20日(金)宿泊型セミナー会場ホテル…

理研の研究者が考える未来のバイオ技術とは?

bergです。昨今、環境問題や資源問題の関心の高まりから人工酵素や微生物を利用した化学合成やバイオテ…

水を含み湿度に応答するラメラ構造ポリマー材料の開発

第651回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(大内研究室)の堀池優貴 さんにお願い…

第57回有機金属若手の会 夏の学校

案内:今年度も、有機金属若手の会夏の学校を2泊3日の合宿形式で開催します。有機金…

高用量ビタミンB12がALSに治療効果を発揮する。しかし流通問題も。

2024年11月20日、エーザイ株式会社は、筋萎縮性側索硬化症用剤「ロゼバラミン…

第23回次世代を担う有機化学シンポジウム

「若手研究者が口頭発表する機会や自由闊達にディスカッションする場を増やし、若手の研究活動をエンカレッ…

ペロブスカイト太陽電池開発におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用

持続可能な社会の実現に向けて、太陽電池は太陽光発電における中心的な要素として注目…

有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年3月号がオンラインで公開されています!…

CIPイノベーション共創プログラム「未来の医療を支えるバイオベンチャーの新たな戦略」

日本化学会第105春季年会(2025)で開催されるシンポジウムの一つに、CIPセッション「未来の医療…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー