PCR (Polymerase Chain Reaction): 원리와 과정

PCR (Polymerase Chain Reaction, 중합효소 연쇄 반응)은 특정 DNA 또는 RNA 조각을 선택적으로 및 반복적으로 복제하는 실험실 기법입니다. PCR은 분자 생물학 및 유전학 연구, 유전자 클로닝, 유전자 변형, 유전 질환 진단, 포렌식 DNA 분석, 감염병 진단 등에 널리 사용됩니다.

PCR의 기본 원리는 DNA 복제 과정을 모방하는 것입니다. 이 과정은 세 가지 단계로 진행됩니다:

Denaturation (단백질 변성): 이 단계에서는 PCR 혼합물을 약 94-96°C로 가열하여 DNA 이중나선을 단일가닥으로 분리합니다.

Annealing (결합): 이 단계에서는 혼합물을 약 50-65°C로 냉각하여 특정 시작자(primer)가 표적 DNA에 결합할 수 있게 합니다. 시작자는 특정 DNA 영역에 대한 반대 가닥을 시작하는 짧은 DNA 조각입니다.

Extension (연장): 이 단계에서는 혼합물의 온도를 약 72°C로 올려서 DNA 중합효소가 새로운 DNA 가닥을 만들 수 있게 합니다. 이 중합효소는 시작자에서 시작하여 템플릿 DNA 가닥을 따라 뉴클레오타이드를 추가합니다.

이 세 단계를 반복하면 원하는 DNA 조각이 수십억 배 이상 증가할 수 있습니다. PCR은 원하는 DNA 또는 RNA 조각을 매우 빠르고 효율적으로 증폭시키는 강력한 도구입니다.