Xét nghiệm PCR là gì và các Ứng dụng trong chẩn đoán Y học

Xét nghiệm PCR là gì và các Ứng dụng trong chẩn đoán Y học nhằm phát hiện sớm và chẩn đoán mầm bệnh trong đa dạng lĩnh vực.

PCR là một kỹ thuật được nhắc đến nhiều gần đây trong xét nghiệm chẩn đoán y học, đặc biệt trong xét nghiệm chẩn đoán covid-19. Phương pháp xét nghiệm PCR sử dụng trong phòng thí nghiệm với mục đích để nhân bản hàng triệu bản sao của một đoạn DNA mục tiêu

Vậy nguyên tắc hoạt động chính của PCR là gì? Và ứng dụng chính của xét nghiệm PCR trong chẩn đoán y học gồm những gì?

——————————————————————–

1. Xét Nghiệm PCR là gì?

PCR (Polymerase Chain Reaction) là một kỹ thuật nhanh chóng và hiệu quả được sử dụng để khuếch đại một đoạn DNA mục tiêu có kích thước nhỏ tạo ra hàng triệu bản sao của DNA. Nói cách khác, PCR cho phép tạo ra hàng triệu bản sao của một chuỗi DNA cụ thể từ một mẫu nhỏ ban đầu hay thậm chí là một bản sao duy nhất.

PCR được xem là một quá trình quan trọng đối với một loạt các công nghệ di truyền trong nghiên cứu y học và sinh học. Đặc biệt trong các xét nghiệm sinh học phân tử, PCR là 1 quá trình không thể thiếu giúp con người nghiên cứu sâu vào phân tích vật liệu di truyền DNA/RNA.

xem thêm: các loại KIT xét nghiệm PCR tốt nhất hiện nay

2. Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật PCR

Nguyên tắc hoạt động của phản ứng PCR

Phản ứng PCR được thực hiện dựa trên nguyên tắc khuếch đại một đoạn trình tự DNA đặc hiệu in vitro do sự xúc tác của enzyme DNA polymerase. Sự khuếch đại này được thực hiện nhờ các chu trình luân nhiệt (có thể 20-40 chu kỳ) gồm 3 bước:

+ Biến tính (Denaturation 95⁰C): tách rời DNA mạch đôi thành mạch đơn bằng nhiệt.

+ Bắt cặp (Annealing 40⁰C – 70⁰C) cho phép sự bắt cặp giữa mồi với khuôn mẫu DNA.

+ Kéo dài (Elongation 72⁰C) mạch mới được tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung nhờ DNA polymerase

3. Các thành phần cần thiết để thực hiện phản ứng PCR

Các thành phần cơ bản trong 1 phản ứng PCR

Khi thiết lập 1 phản ứng PCR, bất kể đối với mẫu DNA nào đều yêu cầu các thành phần sau:

– Khuôn DNA.

– Mồi (Primer): Là trình tự oligonucleotide có khả năng bắt cặp chuyên biệt với đầu 5’ hay đầu 3’ của đoạn DNA cần nhân bản sao. Mồi được dùng trong phản ứng PCR theo từng cặp mồi gồm mồi xuôi và mồi ngược tính theo chiều phiên mã. Mồi xuôi có trình tự nucleotide cùng chiều với sợi mang mã, mồi ngược có trình tự nucleotide bổ sung với sợi mang mã của đoạn DNA cần nhân bản sao.

– dNTP (deoxynucleotide triphosphate): dNTP là hỗn hợp gồm 4 thành phần cần cho sự tổng hợp DNA là dATP, dGTP, dCTP, dTTP.

– DNA polymerase: enzym có vai trò kéo dài mạch mới bổ sung với mạch khuôn từ các mồi khởi đầu với đặc điểm chịu nhiệt, không bị mất hoạt tính ở nhiệt độ cao của bước biến tính.

– Dung dịch đệm cho phản ứng PCR ( buffer): thành phần Tris-HCl pH 8,3 ; KCl, MgCl2 và Gelatin. Dung dịch đệm có vai trò trong việc tạo sự kết hợp chặt chẽ giữa các dNTP, kích hoạt vị trí hoạt động của DNA polymerase. Dung dịch đệm có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính đặc hiệu và hiệu suất của phản ứng PCR .

Một phản ứng PCR hoàn chỉnh có thể được thực hiện trong vài giờ, hoặc thậm chí ít hơn một giờ với một số máy tốc độ cao nhất định.

Sau khi PCR được hoàn thành trong máy luân nhiệt, một phương pháp gọi là điện di trên gel agarose có thể được sử dụng để kiểm tra số lượng và kích thước của các đoạn DNA được tạo ra.

Hình ảnh nạp mẫu sản phẩm PCR (A) và kết quả điện di (B) trên gel agarose nhuộm bằng Ethidium Bromide

4. Ứng dụng của xét nghiệm PCR là gì trong chẩn đoán y khoa?

Kỹ thuật xét nghiệm PCR là một công cụ chẩn đoán tuyệt vời cho phép con người nhân lên cả triệu đoạn AND (ARN) trong thời gian rất ngắn với độ nhạy và độ đặc hiệu cao. Ứng dụng của PCR trong chẩn đoán y học bao gồm:

+ Chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm trên người: Dựa trên cơ sở phát hiện vi khuẩn hoặc virus lây nhiễm như HIV, bệnh lao (TB), Viêm gan B (HBV), Viêm gan C (HCV) Ung thư cổ tử cung (HPV)…

+ Chẩn đoán các bệnh di truyền, Sửa đổi các đoạn DNA.

+ Phân tích pháp y: Xác định dấu vân tay di truyền, xét nghiệm DNA, quan hệ huyết thống,  điều tra tội phạm..

+ Dòng hóa DNA: Cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra các bản sao giống hệt nhau của một đoạn DNA, nghiên cứu sự biểu hiện gen

Ngoài lĩnh vực y học, phương pháp PCR còn được áp dụng trong việc sản xuất các bộ kit chẩn đoán mầm bệnh trong đa dạng lĩnh vực khác bao gồm: Xác định bệnh trên người, thú y, thủy sản, vi sinh thực phẩm, định danh,..

Hiện nay, công ty TNHH Thiết bị ABT là 1 trong những doanh nghiệp hàng đầu cung cấp các sản phẩm PCR, Real-time PCR. Để biết thêm thông tin chi tiết về kỹ thuật xét nghiệm PCR, cũng như khám phá các bộ kit chẩn đoán của ABT trong Y học. Qúy khách hàng vui lòng liên hệ:

Hiểu được Xét nghiệm PCR là gì hy vọng quý khách sẽ có nhu cầu và áp dụng trong thực tế để đạt hiệu quả cao.

_________________________________________________
👉 👉 👉 Tài liệu tham khảo:
[1] PCR (Polymerase Chain Reaction): https://www.medicinenet.com/pcr_polymerase_chai…/article.htm

[2] PCR in diagnosis of infection: Detection of bacteria in cerebrospinal fluids: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC119969/

[3] How does the PCR work ?: https://www.youtube.com/watch?v=3XPAp6dgl14

[4] Polymerase Chain Reaction (PCR): https://www.youtube.com/watch?v=iQsu3Kz9NYo

[5] Basic Principles of RT-qPCR: https://www.thermofisher.com/…/basic-principles-rt-qpcr.html

[6] Reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR): https://www.khanacademy.org/…/reverse-transcriptase-polymer…

[7] RT PCR (Reverse transcription PCR): https://www.slideshare.net/…/rt-pcr-reverse-transcription-p…

(Theo: TS.BS Trần Bá Thoại – Uỷ viên BCH Hội Nội tiết Việt Nam)