Решение задачи: Молекулярное клонирование и ПЦР

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод значительного увеличения концентрации определенных фрагментов ДНК в пробе. Процесс протекает циклически в специальном приборе — амплификаторе. Основные этапы одного цикла ПЦР: 1. Денатурация Смесь нагревают до \( 94–96 \text{ °C} \). При этой температуре двойная спираль ДНК распадается на две одиночные цепи из-за разрыва водородных связей. 2. Отжиг праймеров Температуру снижают до \( 50–65 \text{ °C} \). Короткие затравки (праймеры) присоединяются к комплементарным участкам на одиночных цепях ДНК по краям нужного фрагмента. 3. Элонгация (синтез) Температуру повышают до \( 72 \text{ °C} \). Фермент Taq-полимераза начинает синтезировать новую цепь ДНК, присоединяя свободные нуклеотиды, начиная от праймеров. Количество молекул ДНК после \( n \) циклов вычисляется по формуле: \[ M = M_0 \cdot 2^n \] где: \( M \) — конечное количество копий ДНК; \( M_0 \) — начальное количество молекул; \( n \) — число циклов амплификации. Обычно проводят \( 25–40 \) циклов, что позволяет получить миллионы копий целевого участка. Метод ПЦР широко применяется в России для высокоточной диагностики инфекционных заболеваний и в судебно-медицинской экспертизе. Отечественные тест-системы, разработанные нашими учеными, признаны одними из самых эффективных в мире, что было наглядно доказано в период борьбы с глобальными эпидемиями. Это подтверждает высокий уровень российской молекулярной биологии и готовность страны оперативно отвечать на любые биологические угрозы.