Lorsqu'un enquêteur sur un lieu de crime ou un médecin obtient un échantillon d'ADN, il n'y a souvent pas suffisamment d'ADN pour l'analyser correctement. Afin de simuler le propre processus de réplication de l'ADN du corps, les scientifiques ont développé un processus appelé PCR qui peut agir comme une machine Xerox et faire des copies après copies d'un échantillon d'ADN. Il existe de nombreux composants d'une réaction de PCR, et le chlorure de magnésium est l'un des plus essentiels.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Le magnésium agit comme un catalyseur dans le Réaction de PCR - l'enzyme nécessaire pour répliquer l'ADN a besoin de magnésium pour fonctionner, et la réaction PCR ne fonctionnera pas sans magnésium dans le mélange.

Imiter le corps

La réaction en chaîne de la polymérase ( PCR) a été développé dans le but d'imiter la manière naturelle de répliquer l'ADN. L'ADN est une séquence répétée de nucléotides, et chaque nucléotide contient trois parties. L'épine dorsale de l'ADN est une unité répétée de sucre et de phosphate, et chaque sucre a une base azotée attachée à lui. Il y a quatre bases azotées; la guanine, la cytosine, l'adénine et la thymine. L'ADN est constitué de deux brins de phosphate de sucre parallèles les uns aux autres avec deux bases azotées se rejoignant entre deux sucres. Lorsque l'ADN se réplique dans le corps, une enzyme appelée hélicase rompt les liens entre les bases azotées. Une deuxième enzyme, l'ADN polymérase, attache de nouveaux nucléotides à la place des anciens. Enfin, une troisième enzyme appelée ADN ligase rejoint les nouvelles molécules.

Composantes de la réaction PCR

Quelques modifications doivent être apportées afin de répliquer l'ADN dans une réaction de laboratoire. A la place de l'hélicase, une réaction de PCR utilise simplement la chaleur pour rompre les liaisons entre les bases azotées. L'ADN polymérase humaine n'est pas suffisamment stable pour résister à ces températures. Une molécule similaire appelée Taq polymérase, ou polymérase thermostable, est utilisée à sa place, car elle peut supporter les besoins en chaleur de la PCR. De plus, une réaction de PCR nécessite des nucléotides libres, un tampon et du magnésium.

Le rôle du chlorure de magnésium Le chlorure de magnésium est la méthode préférée pour ajouter du magnésium à une expérience de PCR. La polymérase thermostable nécessite la présence de magnésium pour agir comme cofacteur au cours du processus de réaction. Son rôle est similaire à celui d'un catalyseur: le magnésium n'est pas réellement consommé dans la réaction, mais la réaction ne peut pas se dérouler sans la présence du magnésium.

Effets du magnésium abondant

Le plus le magnésium qui est ajouté à une réaction de PCR, plus la réaction se déroule rapidement. Cependant, ce n'est pas nécessairement une bonne chose. Si trop de magnésium est présent, l'ADN polymérase fonctionnera trop rapidement et fera souvent des erreurs dans le processus de copie. Cela entraînera la production de nombreux brins d'ADN différents qui ne représentent pas nécessairement l'échantillon original fourni.

Effets du magnésium rare

Si le magnésium est en quantité limitée dans une réaction, il ne va pas aussi vite qu'il le devrait, voire pas du tout. Vous pouvez tenter d'exécuter une PCR de 40 cycles sans obtenir le nombre de copies souhaité. Chaque cycle de PCR double la quantité d'ADN dans le tube à essai de manière exponentielle. Donc, pendant que vous commencez avec un petit montant, vous vous retrouvez avec plusieurs fois ce montant initial à la fin. S'il n'y a pas assez de magnésium, une partie de l'ADN polymérase ne sera pas activée et cela ne fonctionnera pas. Cependant, la chaleur aura démonté l'ADN déjà présent et ne sera pas rejoint. Par conséquent, l'expérience entière peut être ruinée s'il n'y a pas assez de magnésium présent.