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PCR法とは?

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新型コロナCOVID-19の感染拡大で、にわかにPCR法、PCR検査という言葉をよく聞くようになりました。

PCR法

高校の「生物」の教科書にも出ている方法なので、簡単にご紹介してみます。

DNA(deoxyribonucleic acid,デオキシリボ核酸)は、生物の体をつくる設計図で、アデニンA、チミンT、グアニンG、シトシンCという4つの塩基の並びによってコードされています。DNAは①のような二重らせん構造(double helix structure)をしています。

②これを95℃に加熱すると、熱変性して1本鎖に分かれます。

③温度を55℃に下げるともとにもどりますので、このとき、人工的につくったプライマー(primer)という短いヌクレオチド(DNAの断片)を入れておくと、これが端にくっつくアニーリング(annealing)がおこります。これで二十らせんにもどれなくなります。

④温度を72℃に上げながら、熱耐性DNA重合酵素(DNA polymerase,DNAポリメラーゼ)を作用させると、プライマーから合成がはじまり、2本鎖DNAが2組できます。

これを繰り返すとDNAをネズミ算式に増やすことができるので、「ポリメラーゼ連鎖反応法」(polymerase chain reaction)といい、頭文字をとってPCR法といいます。

ところで、ウィルスには①DNAで存在するもの(DNAウイルス)、②RNAで存在し、感染すると逆転写酵素(reverse transcriptase, リバーストランスクリプターゼ)によりDNAをつくるもの(レトロウイルス)=AIDSウイルスなど、③RNAで存在しDNAをつくらないもの(RNAウイルス)があります。コロナウイルスは③のRNAウイルスなので、PCR法が使えないのです。

そこで、患者から採取した試料を、まず逆転写酵素によってDNAにかえてから、PCR法を行います。だから、正確にはRT-PCR法と呼ばれているそうです。

DNAは二重らせん構造をしているので安定していますが、RNAは1本鎖のため、RNA分解酵素(RNAase)のはたらきで分解されやすくなります。

偽陰性の結果がでる原因ももしかしたらこのあたりにあるのかもしれませんね。一方、検査のときに他の試料が混じってしまうコンタミネーション(contamination)が起こると、偽陽性になってしまいます。

※本文中、英語表記を付記したのは、現在の高校の理科の教科書は、専門用語などはすべt英語表記が付記されているので、それに合わせたものです。

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