Navigation
Biochemie

PCR (Polymerasekettenreaktion) und RT-PCR

Steckbrief

Die PCR (Polymerasekettenreaktion, polymerase chain reaction) zählt zu den grundlegenden Methoden der heutigen Gentechnik. Ihre Einsatzgebiete sind breit gefächert und reichen von der reinen Grundlagenforschung über die Diagnostik von Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen bis hin zur Forensik.

Mithilfe von geeigneten synthetischen Oligonucleotiden (Primern), Desoxynucleosidtriphosphaten (dNTPs) und einer hitzestabilen DNA-Polymerase im Reaktionsgemisch lassen sich geringste Mengen an DNA sehr spezifisch milliardenfach vermehren und nachweisen. Voraussetzung sind zwei bekannte Nucleotidsequenzen, die das zu vemehrende DNA-Fragment flankieren und die als Primerbindungsstellen verwendet werden können.

Die PCR umfasst 20–40 Zyklen einer Abfolge von drei Reaktionen, die bei unterschiedlichen Temperaturen ablaufen:

  • Denaturierung: 95 °C; Trennen des DNA-Doppelstrangs in Einzelstränge

  • Annealing (Anlagerung): ca. 40–55 °C; Hybridisieren der Primer mit der DNA

  • Elongation: 72 °C; DNA-Synthese durch eine hitzestabile DNA-Polymerase

Bei der RT-PCR ist nicht DNA das Ausgangsmaterial, sondern RNA. Die RNA wird jedoch von der Reversen Transkriptase in cDNA umgeschrieben, die dann als Template in die PCR eingesetzt wird.

Image description
Polymerasekettenreaktion (PCR)

Durch die wiederholte Abfolge einer Sequenz aus drei Reaktionen (Denaturierung, Annealing und Elongation) wird die Nucleotidseqenz, die von den beiden Primern (grün) flankiert wird, milliardenfach vermehrt. Die PCR-Produkte können sequenziert, in einen Vektor ligiert oder auf andere Weise weiterverarbeitet werden.

    Abbrechen Speichern

    Einführung

    Die PCR ist seit über 20 Jahren aus den Laboren nicht mehr wegzudenken. Routiniert wird sie angewendet bei:

    • Genisolierung und Genklonierung

    • Tumordiagnostik

    • Virusnachweisen

    • Verwandtschaftsanalysen

    • Mutationsnachweisen (z.B. im Rahmen der Präimplantationsdiagnostik), bei der die zu untersuchende DNA-Sequenz mithilfe der PCR amplifiziert und anschließend zur Identifikation der Mutation sequenziert wird

    • Evolutionsforschung

    • Identitätsnachweisen

    Mithilfe der PCR kann eine beliebige doppelsträngige DNA-Sequenz in vitro milliardenfach sehr spezifisch vervielfältigt (amplifiziert) und nachgewiesen werden. Das Grundprinzip der PCR entspricht der semikonservativen, exakten Verdopplung der DNA bei der Replikation.

    Voraussetzung für die Durchführung einer PCR ist, dass die flankierenden Nucleotidsequenzen zu beiden Seiten des zu vervielfältigenden DNA-Abschnitts bekannt sind. An diese flankierenden Sequenzen bindet im Reaktionszyklus jeweils ein zu der Sequenz komplementäres Oligonucleotid (Primer). Diese lagern sich gegenläufig orientiert an die Matrizen-DNA und werden während der DNA-Synthese komplementär zum Matrizenstrang verlängert (s.u.).

      Abbrechen Speichern
      paywall image

      Erfolgreich in jeder Prüfung! Mit via medici, der Lernplattform von Thieme

      Individuelle Lerntiefen mit Speed Mode für jedes Lernmodul
      Kreuze die passenden IMPP-Fragen je Lernmodul
      Vertiefe dein Wissen in über 120 Thieme Lehrbüchern
      Ergänze dein Wissen mit Lernkursen und Lernplänen

      IMPP-Fakten im Überblick

      Voriger Artikel
      Klonierung von DNA
      Nächster Artikel
      Elektrophorese, Analyse von Sequenzpolymorphismen, Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung

      PCR (Polymerasekettenreaktion) und RT-PCR

      Fallbeispiele zum Thema

      Das Thema in der via medici Bibliothek

      Zeige Treffer in „Biochemie des Menschen“
      Zeige Treffer in „Kurzlehrbuch Biochemie“
      Zeige Treffer in „Taschenatlas Biochemie des Menschen“
      Zeige Treffer in „Duale Reihe Biochemie“
      Zeige Treffer in „Molekulare Genetik“
      Springe in „Biochemie des Menschen“ direkt zu:
      Reverse-Transkriptase-PCR (RT-PCR)

      Reverse Transkriptase PCR RT PCR Biochemie des Menschen Molekularbiologie Genetik der Bakterien und Viren PCR Polymerase Kettenreaktion Varianten und Anwendungen Reverse Transkriptase PCR RT PCR Reverse Transkriptase PCR RT PCR RT PCR Reverse Transkriptase PCR Mit einem Trick lässt sich nicht nur DN...

      Mutagenese mittels PCR

      Mutagenese mittels PCR Biochemie des Menschen Molekularbiologie Genetik der Bakterien und Viren PCR Polymerase Kettenreaktion Varianten und Anwendungen Mutagenese mittels PCR Mutagenese mittels PCR Tatsächlich kann man mit der PCR noch mehr tolle Sachen machen als Diagnostik und Täterüberführung Mit...

      PCR in Diagnostik und Forensik

      PCR in Diagnostik und Forensik Biochemie des Menschen Molekularbiologie Genetik der Bakterien und Viren PCR Polymerase Kettenreaktion Varianten und Anwendungen PCR in Diagnostik und Forensik PCR in Diagnostik und Forensik In der klinischen Medizin stellt sicherlich die PCR Diagnostik das wesentliche...

      Vernetzung mit weiteren Modulen
      zuletzt bearbeitet: 28.02.2023
      Fachlicher Beirat: Dr. rer. nat. Roland Netzker, 02.10.2022
      Lerntools
      • kurz gefasst
        standard
        vertieft