<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/36810" type="text/javascript"></script>

เทคนิคพีซีอาร์ เทคนิคเพิ่มปริมาณดีเอ็นเออย่างรวดเร็ว นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคพีซีอาร์ตรวจหาเชื้อไข้หวัดนกได้รวดเร็วกว่าวิธีเพาะเชื้อ.....ตัวอย่างข้างต้น คือประโยชน์จากการประยุกต์ใช้เทคนิคพีซีอาร์ในด้านต่างๆ แล้วเทคนิคพีซีอาร์คืออะไร? มีประโยชน์อย่างไร? ผู้เขียน: มาลินี อัศวดิษฐเลิศ ชมแล้ว: 26,752 ครั้ง post ครั้งแรก: Tue 13 May 2008, 10:54 am ปรับปรุงล่าสุด: Wed 16 July 2008, 10:12 am อยู่ในส่วน: วิทยาศาสตร์, ชีววิทยา, เทคโนโลยี, เทคโนโลยีชีวภาพ

    ที่มาภาพ :       (ซ้าย)  http://photosynthesis.com/images-titles/P339-98.jpeg
                  (ขวา) http://edge.org/documents/archive/edge177.html

ที่มาภาพ : http://www.pseudomonas-syringae.org/Outreach/Module_3_Home.htm

           : : ขั้นแรก เรียกว่า Denaturation เป็นการแยกสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจากสภาพที่เป็นเส้นคู่ให้เป็นเส้นเดี่ยวโดยใช้อุณหภูมิในช่วง 92-95 องศาเซลเซียส
 
           : : ขั้นที่สอง เรียกว่า Annealing เป็นขั้นตอนที่ลดอุณหภูมิลงอยู่ในช่วง 50-60 องศาเซลเซียส และใช้ไพรเมอร์ซึ่งเป็นดีเอ็นเอสายสั้น ๆ (ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวน 17-24 เบส) ที่มีลำดับเบสเป็นเข้าคู่กับสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจับคู่กัน
 
           : : ขั้นที่สาม เรียกว่า Extension หรือ Synthesis of new DNA  ซึ่งเป็นขั้นตอนการสร้างดีเอ็นเอสายใหม่โดยสังเคราะห์ต่อจากส่วนปลายของไพรเมอร์ (ที่ใส่เข้าไปในขั้นที่สอง) ตามข้อมูลบนดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบแต่ละสายโดยอาศัยการทำงานของเอ็นไซม์ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เรส (DNA polymerase) ซึ่งเอนไซม์นี้ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 72-75 องศาเซลเซียส
 
จากขั้นตอนที่ 1-3 ซึ่งนับเป็นจำนวน 1 รอบ (One cycle) ให้ผลผลิตเป็นดีเอ็นเอสายคู่ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สม (หรือเข้ากัน) กับดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเมื่อจัดให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่จากขั้นที่ 1 ถึง 3 หมุนเวียนไปอีกหลาย ๆ รอบ จะเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอได้จำนวนมาก ประมาณว่าปฏิกิริยา 30 - 40 รอบ สามารถเพิ่มปริมาณสารดีเอ็นเอได้ไม่น้อยกว่าพันล้านเท่า  ดังนั้น แม้ตัวอย่างที่นำมาศึกษามีปริมาณสารพันธุกรรมน้อยมาก เราก็ใช้เทคนิคพีซีอาร์เพิ่มจำนวนได้หลายเท่าทวีคูณ

Melecular photocopy

นักวิทยาศาสตร์ขนานนามเทคนิคพีซีอาร์ว่า "เทคนิคการถ่ายสำเนาโมเลกุล"

ที่มาภาพ : http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1993/illpres/pcr.html

ดีเอ็นเอที่เกิดจากเทคนิคนี้ในหลอดทลอง มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า  ดังนั้นเพื่อตรวจหาดีเอ็นเอผลผลิต ต้องนำตัวอย่างที่ทำพีซีอาร์มแยกหาดีเอ็นเอโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าอะกาโรสเจลอิเล็กโตรโฟริสิส (Agarose gel electrophoresis) ซึ่งเป็นการแยกดีเอ็นเอด้วยกระแสไฟฟ้าบนแผ่นวุ้น (Agarose gel) โดยระยะทางที่ดีเอ็นเอเคลื่อนที่ไปได้ขึ้นกับขนาดของดีเอ็นเอและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ ดีเอ็นเอที่แยกโดยวิธีนี้ มองเห็นได้เมื่อย้อมด้วยสีพิเศษ ซึ่งเรืองแสงภายใต้แสงอุลตร้าไวโอเลต 

ที่มาภาพ : http://www.griffith.edu.au/centre/grc/general/volunteers_myBlood3.html

: : พีซีอาร์มีประโยชน์อย่างไรบ้าง?

เทคนิคพีซีอาร์ ถือเป็นเทคนิคสำคัญในงานวิจัยทางเทคโนโลยีชีวภาพ ทั้งงานพื้นฐานในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงการประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ เช่น ด้านการแพทย์  และด้านการเกษตร 
 

ตัวอย่างประโยชน์ด้านการแพทย์

ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคจากพันธุกรรม ได้แก่ การตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค เช่น เอดส์, วัณโรค, มาลาเรีย   แม้มีเชื้อโรคในตัวอย่างที่ส่งมาตรวจจำนวนน้อย ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และใช้เวลาน้อยลง 
 
ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคนิคพีซีอาร์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดขั้นตอนยุ่งยากต่างๆ ที่เสี่ยงต่อการปนเปื้อน  และนอกจากยืนยันว่าเป็นโรคนั้นๆ ด้วยความไวและความจำเพาะสูงแล้ว ยังบอกความรุนแรงของโรคได้ด้วย 

PRC & Bird Flu

ที่มาภาพ : ผลงานวิจัยของ ศ.นพ. ยง  ภู่วรวรรณ และคณะจากคณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์                 มหาวิทยาลัย ที่ได้รับการสนับสนุนจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ

เปรียบเทียบการวินิจฉัยโรคไข้หวัดนกโดยวิธีเพาะเชื้อ และเครื่องพีซีอาร์

วิธีตรวจสอบ	เวลาที่ใช้ตรวจสอบ	ความจำเพาะ
- ใช้วิธีตรวจวินิจฉัยโดยการเพาะเชื้อในไข่ไก่	5-10 วัน	100%
- ใช้ชุดตรวจที่ใช้กับเครื่องพีซีอาร์	1 วัน	100%
- ใช้ชุดตรวจที่ใช้กับเครื่องพีซีอาร์(แบบเรียลไทม์)	1-3 ชั่วโมง	100%

ในต่างประเทศ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคนิคพีซีอาร์เพื่อตรวจหาเชื้อแอนแทรกซ์ ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่ใช้ผลิตอาวุธชีวภาพ

ตัวอย่างประโยชน์ด้านการเกษตร

มีประโยชน์ต่อการตรวจวินิจฉัยโรคพืช การตรวจสอบสายพันธุ์พืช  นอกจากนี้แล้วเทคนิคพีซีอาร์ ยังช่วยให้เข้าใจพันธุกรรมของเชื้อโรคพืช ตลอดจนการนำไปใช้ในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส หรือเชื้อสาเหตุโรคอื่น ๆ

นำมาใช้ในอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงกุ้ง ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมส่งออกที่ทำรายได้ให้กับประเทศจำนวนมาก โดยใช้เทคนิคนี้ตรวจหาเชื้อสาเหตุโรคในกุ้ง เช่น เชื้อไวรัส ช่วยป้องกันการแพร่ระบาดของโรคได้ทันท่วงที นอกจากนี้ยังนำมาประยุกต์ใช้ในการคัดเลือกสายพันธุ์กุ้งที่ดีเพื่อใช้ในการผสมพันธุ์ซึ่งมีความแปรปรวนพันธุกรรม (Genetic Diversity หรือ Variation) สูง 

การตรวจไวรัสสาเหตุโรคกุ้งด้วยเทคนิคพีซีอาร์

ที่มาภาพ : หน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง 

ตัวอย่างประโยชน์ด้านการศึกษาจีโนม

มีประโยชน์ในการศึกษาความผันแปรหรือกลายพันธุ์ของยีน การทำแผนที่ยีน และการศึกษาลำดับเบสของสิ่งมีชีวิต นำไปใช้ประโยชน์ได้ทั้งในงานวิจัยทางชีววิทยาโมเลกุลและพันธุวิศวกรรม เช่น การวิเคราะห์ลำดับเบสของยีน (Gene sequencing) การสร้างดีเอ็นเอตรวจติดตาม (DNA probe) และการวิจัยอื่นๆ
 
โครงการระดับนานาชาติ เช่น โครงการศึกษาจีโนมมนุษย์ (Human Genome Project) ก็ใช้เทคนิคพีซีอาร์สืบหาตำแหน่งยีนแต่ละยีนของมนุษย์

Tad Sonstegard นักพันธุศาสตร์ จากหน่วยบริการทางการเกษตร (Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture) ระหว่างศึกษาจีโนมพืชโดยใช้เทคนิคพีซีอาร์ ในขั้นตอนหนึ่งของการวิเคราะห์ลำดับเบส ที่มาภาพ : http//:www.ars.usda.gov/is/graphics/photos/jul00/k8926-1i.jpg

เอกสารอ้างอิง   1.   PCR  Fact Sheet       http://www.genome.gov/10000207   2.   Polymerase chain reaction       http://en.wikipedia.org/wiki/Polymerase_chain_reaction   3.   Polymerase Chain Reaction: The PCR method – a copying machine for DNA molecules       http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1993/illpres/pcr.html   4.   ผลงานเด่นไบโอเทค. ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. มีนาคม 2549

 

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 22 ก.ค. 2551 (06:14)

ทำให้มีความรู้วิทยาศาตร์เพิ่มขึ้นมากเลยค่ะ

1439
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 12 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 149 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

เทคโนโลยีชีวภาพปริทรรศน์
(www.biotec.or.th)

ผู้ชมข้อมูลนี้แล้ว 5,413 ครั้ง
เป็นสมาชิก: นานกว่า 8 เดือน
แบ่งปันความรู้ 0 ครั้ง
ได้รับดาว 74 ดวง

โหวตเพิ่มดาว

Hot Links

ขอบคุณผู้สนับสนุน