הצגת המקור של הדף "PCR"

[[קובץ:Eppendorf Mastercycler Pro S.jpg|שמאל|ממוזער|250px|מכשיר '''thermal cycler''' המשמש בהליך ה-PCR לשליטה בטמפרטורה.]]
'''PCR''' ([[ראשי תיבות]] ב[[אנגלית]] של '''Polymerase Chain Reaction''', "תגובת שרשרת של פולימראז") היא שיטה ל[[שכפול DNA|שכפול]] סלקטיבי מזורז ("הגברה", או "אמפליפיקציה", בעגה המדעית) של מקטעי [[DNA]] [[מעבדה|במעבדה]]. 

PCR הוא כלי בסיסי במחקר גנטי, והוא משמש לאבחון [[פגם גנטי|מחלות גנטיות]] וזיהומיות ולביצוע ניתוח השוואתי של DNA מאוכלוסיות שונות, כולל DNA מ[[מין נכחד|מינים נכחדים]]. השיטה חיונית גם לזיהוי גנטי, המאפשר למשל פענוח פשעים ו[[בדיקת שארות#בדיקת הורות|קביעת אבהות]]. מאז שפותחה בראשית [[שנות ה-80 של המאה ה-20|שנות ה-80]], דחפה השיטה את ה[[ביולוגיה מולקולרית]] בצעדי ענק לעבר מעמדה הנוכחי, זאת בעיקר בזכות הקלות והפשטות שבה ניתן להגביר כמויות זעירות של [[גן (ביולוגיה)|גן]] נתון פי מיליארדים ובזמן של מספר שעות. על  גילוי השיטה זכה [[קארי מוליס]] ב[[פרס נובל|פרס נובל לכימיה]] לשנת [[1993]]{{הערה|[https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1993/summary/ פרס נובל לכימיה לשנת 1993], אתר פרסי נובל הרשמי.}}.

== עקרונות הפעולה של ה-PCR ==
[[קובץ:Polymerasekettenreaktion.svg|ממוזער|תיאור תהליך הPCR]]
עקרון הפעולה של המכשיר כולל 3 שלבים בכל מחזור: '''פרימה''' (Denaturation; [[דנטורציה]] ב[[חום (פיזיקה)|חום]]), '''איחוי''' (Annealing) של [[תחל|תְּחָלִים]] (פּריימרים) מתאימים לקצוות המקטע שאותו רוצים לשכפל ו'''הארכה''' (Elongation) באמצעות [[אנזים]] [[DNA פולימראז]] העמיד לחום, המכונה [[Taq|Taq DNA פולימראז]]. המכשיר חוזר על שלבים אלו, של מחזור ההכפלה, כמה עשרות פעמים (בדרך כלל 25-30), עד להגברה המבוקשת של המקטע.

יעילותו הרבה של המכשיר טמונה ביכולתו לשנות את ה[[טמפרטורה]] במבחנות במהירות רבה, בזמנים קצובים, ברציפות ולאורך זמן. הפרימה נעשית בדרך-כלל בחום של כ-95 [[מעלות צלזיוס]], האיחוי נעשה בטמפרטורה של כ-50 מעלות צלזיוס (בהתאם לאורך ולהרכב התחלתיים) וההתארכות בטמפרטורה של כ-75 מעלות צלזיוס (שהיא טמפרטורה אופטימלית עבור האנזים Taq דנ"א פולימראז), וחוזר חלילה. 

האנזים Taq פולימראז בודד לראשונה מהחיידק העמיד לחום [[Thermus aquaticus]], ומכאן שמו. לפני מציאת האנזים שכפול דנ"א במעבדה היה מורכב ומסורבל בהרבה ודרש החלפה של הפולימראז אחרי כל מחזור, וזאת בשל הפרשי הטמפרטורות הנדרשות לפתיחת הגדילים ולחיבורם לרצף החדש שהורסות את הפולימראז. מאחר שלכל אורך התהליך מתבצעת בו זמנית פתיחה וסגירה של גדילים השכפול מתבצע במשך דורות רבים וללא הפסקה ולכן לאורך כולו יש תהליכים חופפים. קארי מוליס הוא שמצא את האנזים, לאחר שנמצאו אורגניזמים שחיים במעיינות חמים מסוימים, והוא הבין שה-DNA של אורגניזמים אלה משוכפל למרות הטמפרטורה הגבוהה.

== כמות התוצרים ==
בהנחה של יעילות מקסימלית, בכל מחזור מוכפל מספר העותקים במבחנה פי 2. לכן, אם מתחילים עם עותק אחד, הוא ייתן בסוף המחזור הראשון שני העתקים, בסוף המחזור השני ארבעה העתקים, בסוף המחזור השלישי יהיו שמונה, וכך הלאה. הגברה כזאת מכונה הגברה [[פונקציה מעריכית|מעריכית]]. אם מספר הסיבובים הוא n, מספר העותקים יהיה ב- <math>2^n</math>. זה גידול מהיר מאוד; לדוגמה, לאחר 30 סיבובים, מספר הגנים במבחנה מוגבר פי יותר ממיליארד. 

עם זאת, ההגברה אינה מושלמת שכן ישנם גורמים המגבילים את התהליך, כמו יכולת האנזים לבצע את השכפול שפוחתת עם הזמן ומספר ה[[נוקלאוטיד]]ים, שכשיגמרו במבחנה הגידול יתמתן וייעצר.

== תוצרים ==
התוצר של ה-PCR שמכונה אמפליקון הוא גן מוגבר פי מיליארדים, שיכול לשמש ל[[ליגציה]] (החדרת המקטע ל[[פלסמיד]] כדי לעשות לו טרנספורמציה ל[[חיידקים]]) או לקביעת רצף של גן.

שיטה זו מנוצלת במהלך [[CAPS]].

== גרסאות נוספות של המכשיר ==
* [[RT-PCR]]: שיטה זו משמשת להגברת רנ"א באמצעות הפיכתו ל-[[cDNA]] עם האנזים [[רוורס טרנסקריפטאז]] (Reverse Transcriptase). קיימות גרסאות מתקדמות של המכשיר המשמשות לקביעה כמותית של מקטעי [[RNA]] בכמויות זעירות ביותר, כמו ב[[הורמון|הורמונים]].
* [[Real Time PCR]]: {{#תנאי:|&lrm;|{{כ}}}}PCR המאפשר לעקוב אחרי כמות מקטעי ה-DNA ששוכפלו בזמן ההרצה במכשיר.

== ראו גם ==
* [[פריימר דיימר]]

== לקריאה נוספת ==
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2007). '''Molecular Biology of the Cell''', 5th edn, Garland Science, New York. ''ISBN'', ''1174808063'', 1392. 

== קישורים חיצוניים ==
{{מיזמים|ויקישיתוף=Polymerase chain_reaction|ויקימילון=PCR}}[https://web.archive.org/web/20040904075428/http://www.dnalc.org/shockwave/pcranwhole.html אתר שמציג אנימציית Flash של PCR]
* [https://web.archive.org/web/20070609122257/http://www.maxanim.com/genetics/PCR/pcr.swf אנימציה הממחישה את תהליך ה-PCR]
* [https://web.archive.org/web/20080205193120/http://bio-rad.cnpg.com/lsca/videos/ScientistsForBetterPCR/ שיר ה-PCR] 
* {{דוידסון|יהונתן ברקהיים|הטכניקה המדעית ששינתה את העולם|sciencehistory/הטכניקה-המדעית-ששינתה-את-העולם|7 באוגוסט 2023}} 
* {{דוידסון|ארז גרטי|מה ההבדל בין PCR ל-Real-time PCR?|maagarmada/technology/מה-ההבדל-בין-pcr-ל-real-time-pcr|30 ביולי 2009}}		
* {{דוידסון|ארז גרטי|PCR – שיטה להגברת DNA|maagarmada/technology/pcr-–-שיטה-להגברת-dna|30 ביולי 2009}}
* {{דוידסון|ד"ר גל חיימוביץ'|מה זה PCR?|maagarmada/technology/מה-ההבדל-בין-pcr-ל-real-time-pcr|3 ביוני 2024}}
* {{בריטניקה}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007546303405171|תגובת שרשרת של פולימראז}}

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}
{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:ביולוגיה: שיטות ומכשור]]
[[קטגוריה:ארצות הברית: המצאות]]