PCR基因擴增儀的原理和程序
閱讀:4641 發(fā)布時間:2017-4-18
PCR技術(shù)即基因擴增技術(shù),。
PCR基因擴增儀擴增DNA的原理是:先將含有所需擴增分析序列的靶DNA雙鏈經(jīng)熱變性處理解開為兩個寡聚核苷酸單鏈,,然后加入一對根據(jù)已知DNA序列由人工合成的與所擴增的DNA兩端鄰近序列互補的寡聚核苷酸片段作為引物,,即左右引物,。此引物范圍就在包括所欲擴增的DNA片段,,一般需20-30個堿基對,,過少則難保持與DNA單鏈的結(jié)合,。引物與互補DNA結(jié)合后,以靶DNA單鏈為模板,,經(jīng)反鏈雜交復(fù)性(退火),,在Taq DNA聚合酶的作用下以4種三磷酸脫氧核苷(dNTP)為原料按5'到3'方向?qū)⒁镅由臁⒆詣雍铣尚碌腄NA鏈,、使DNA重新復(fù)制成雙鏈,。然后又開始第二次循環(huán)擴增。引物在反應(yīng)中不僅起引導(dǎo)作用,,而且起著特異性的限制擴增DNA片段范圍大小的作用,。新合成的DNA鏈含有引物的互補序列,并又可作為下一輪聚合反應(yīng)的模板,。如此重復(fù)上述DNA模板加熱變性雙鏈解開—引物退火復(fù)性—在DNA聚合酶作用下的引物延伸的循環(huán)過程,,使每次循環(huán)延伸的模板又增加1倍,亦即擴增DNA產(chǎn)物增加1倍,,經(jīng)反復(fù)循環(huán),,使靶DNA片段指數(shù)性擴增。
PCR的擴增倍數(shù)Y=(1+E)n,這里Y是擴增量,,n為PCR的循環(huán)次數(shù),。E為PCR循環(huán)擴增效率。設(shè)PCR擴增效率E為100%,、循環(huán)次數(shù)n=25次,,靶DNA將擴增到33554432個拷貝,即擴增3355萬倍:若E為80%,、n=20,、則擴增數(shù)量將下降到1408865拷貝,,即擴增產(chǎn)物約丟失93%,若E=100%,,n=20,,則擴增數(shù)量減少1048576個拷貝,擴增產(chǎn)物約減少97%,??梢奝CR循環(huán)擴增效率及循環(huán)次數(shù)都對擴增數(shù)量有很大影響。PCR擴增屬于酶促反應(yīng),,所以,,DNA擴增過程遵循酶促動力學原理。靶DNA片段的擴增zui初表現(xiàn)為直線上升,,隨著靶DNA片段的逐漸積累,,當引物—模板/DNA/聚合酶達到一定比值時,酶的促化反應(yīng)趨于飽和,,此時靶DNA產(chǎn)物的濃度不再增加,,即出現(xiàn)所謂平臺效應(yīng)。PCR反應(yīng)達到平臺期的時間主要取決于反應(yīng)開始時樣品中的靶DNA的含量和擴增效率,,起始模板量越多到達平臺期的時間就越短,、擴增效率越高到達平臺期的時間也越短。另外酶的含量,,dNTp 濃度,,非特異性產(chǎn)物的擴增都對到達平臺期時間有影響。