La reacción en cadena de polimerasa cuantitativa es una herramienta útil para la detección, cuantificación y análisis de ARN y ADN; se usa ampliamente como herramienta para detectar infecciones virales y patógenos, así como para estudios de genética clínica e investigación biológica, el PCR se lleva a cabo mediante una máquina llamada termociclador PCR.
El termociclador PCR utiliza un proceso denominado termociclador para amplificar un fragmento de ADN específico durante el qPCR; para comprender la dinámica de la amplificación PCR, primero debemos comprender los conceptos básicos del termociclador PCR; las reacciones qPCR típicamente se llevan a cabo en un termociclador PCR, que contiene una placa con pozos individuales.
Proceso de amplificación de la reacción en cadena de la polimerasa
Dentro de cada pozo, se mezclan el ADN de la muestra, los cebadores de la muestra y los dNTPs (dNTP = desoxirribonucleótidos trifosfato), ADN polimerasa y múltiples buffers; una vez que se inicia el ciclo, los dNTPs se unen a los cebadores, formando un complejo primario de ADN.
Durante la etapa de reacción de elongación del ciclo, la enzima ADN polimerasa se une al complejo primario y comienza a replicarlo, esta replicación continúa durante todos los ciclos de termociclación hasta que se logra una cantidad suficiente de ADN para una detección cuantitativa.
Etapas de la termociclacion en el ciclo de amplificación de la polimerasa
Durante el proceso de termociclación, el termociclador PCR cambia entre varias temperaturas; cada uno establecido para una etapa particular en el ciclo; estas etapas son la desnaturalización, la hibridación y la elongación; la desnaturalización involucra llevar la temperatura del pozo a una temperatura muy alta, lo que permite a los cebadores unirse al ADN de la muestra.
Una vez separado, los cebadores y los dNTPs se unen para formar el complejo primario; la etapa de hibridación involucra una baja temperatura a la cual el complejo primario se une al ADN polimerasa para la elongación; durante la etapa de elongación, la temperatura aumenta y la enzima comienza a replicar el ADN hasta completar el ciclo.
La termociclación continúa hasta lograr la amplificación deseada
En condiciones óptimas, un ciclo de termociclación puede amplificar el ADN de la muestra hasta en 1.000.000 de veces, esto significa que un fragmento de ADN de sólo un par de bases se puede amplificar a tal magnitud que pueda ser reconocido, detectado y cuantificado con una técnica lo suficientemente sensible.
Debido a la alta sensibilidad, eficiencia y rapidez, el Termociclador PCR se ha convertido en una de las principales herramientas de diagnóstico y monitoreo en medicina, diagnóstico clínico y ciencias biológicas.
El Termociclador PCR es una herramienta invaluable para el análisis y la detección de ARN y ADN, especialmente cuando se necesita un análisis de alta sensibilidad o cuantitativo
El proceso de termociclación controla la temperatura, permitiendo que se lleve a cabo el ciclo de qPCR para lograr una amplificación del fragmento de ADN de la muestra a un nivel químicamente detectable.
En resumen; viendo todos los beneficios que ofrecen la qPCR y el termociclador PCR, se puede argumentar que entender la dinámica de la amplificación qPCR es un paso vital para mejorar la detección, la sensibilidad y la velocidad en el diagnóstico y monitoreo de múltiples procesos biológicos.
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