gcta之歌

GCTA 之歌
 DNA為去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid)


DNA是生物體得自親代的遺傳物質，其分子非常長，包含了數百至數千個基因。
A、T、C、G分別為DNA中的鹼基


A(Adenine) ：膘嘌呤
T(Thymine) ：胸腺嘧啶
C(Cytosine) ：胞嘧啶
G(Guanine) ：尿糞嘌呤



PCR之歌（PCR Polymerase Chain Reaction 聚合酵素連鎖反應）

PCR是聚合酵素連鎖反應（Polymerase Chain Reaction）之簡稱。當我們想要利用DNA來作為檢測工具時，但我們取得極微量的DNA時，我們什麼事都幹不了，除非有辦法把DNA的量用很神奇的方法大量放大。PCR的發明就達成了該任務，它使得科學家有辦法在取得犯人遺留下的微量細胞或毛髮的情況下，把裡頭的DNA放大然後作檢驗以找出罪魁禍首。




簡單的說，PCR就是利用酵素對特定基因做體外或試管內（In Vitro）的大量合成。基本上它是利用DNA聚合酵素進行專一性的連鎖複製。目前常用的技術，可以將一段基因複製為原來的一百億至一千億倍。PCR的發展可以說是從DNA聚合酵素的發現緣起。DNA合成酵素最早於1955年發現 （DNA polymerase I），而較具有實驗價值及可得性的Klenow fragment of E. Coli 則是於70年代的初期由Dr. H. Klenow 所發現，但由於此酵素是一種易被熱所破壞之酵素, 因此不符合一連串的高溫連鎖反應所需。現今所使用的酵素 (簡稱 Taq polymerase), 則是於1976年從熱泉中的細菌（Thermus aquaticus）分離出來的。它的特性就在於能耐高溫，是一個很理想的酵素，但它被廣泛運用則於80年代之後。PCR的原始雛形概念是類似基因修復複製，它是於1971年由 Dr. Kjell Kleppe 提出。他發表第一個單純且短暫性基因複製（類似PCR前兩個週期反應）的實驗。而現今所發展出來的PCR則於1983由 Dr. Kary B. Mullis發展出的，Dr. Mullis當年服務於一家生物科技研究公司（Perkin-Elmer Cetus Corporation），目前這家公司在PCR的相關儀器及原料上佔有很大的巿場。Dr. Mullis 並於1985年與 Saiki 等人正式表了第一篇相關的論文。此後，PCR的運用一日千里，相關的論文發表質量可以說是令眾多其他研究方法難望其項背。

在 1989 年，將PCR中的DNA聚合酵素當選美國《科學》（Science）雜誌的年度風雲分子（Molecule of the year），而PCR本身則列為年度的重要科學發明產物。當然，它的原發明者更在往後獲得諾貝爾的桂冠。PCR除了是一個診斷工具外，更重要的是它有廣泛的運用。PCR本身可直接用來鑑定特定基因的存在與否，也可以用來偵測基因是否有異常（突變、缺失、重組等）。例如，在醫學上對遺傳疾病或腫瘤癌症的診斷及預後的評估；對細菌、病毒及黴菌感染的診斷。它也可成為一個生產線進而大量複製特定的基因進行基因密碼的讀取（DNA定序）及其他的運用。舉凡對生物標本及法醫學上的樣本鑑定，從單一毛髮、一隻精蟲或一滴血液、唾液來找出兇手。也可以做DNA指紋（Fingerprints）比對幫助親子關係的鑑定。PCR更可以用於器官移植組織相容性的分析。另外在演化上的分析，經由PCR的運用也產生重大的進展。近來，在生物醫學的研究上，特別是細胞間訊息的傳遞分子，諸如介白素（Interleukines）及各種生長因子（Growth factors）因的表現都可用PCR來進行質與量的分析。總之，人類在邁入廿一世紀中即將出現若干的突破，生物醫學便是其中重要的一項。在過去三、四十年來，像PCR這樣影響深遠的技術實在很難找到。它的震撼，除了眾多的得獎外（包括諾貝爾獎），更在於它的可塑性、修飾性及全方位的運用。未來的生物醫學領域中，它也必定繼續扮演舉足輕重的角色。