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聚合酶鏈式反應(PCR)關鍵要素詳解
閱讀:79 發(fā)布時間:2025-6-25PCR(Polymerase Chain Reaction)即聚合酶鏈式反應是一個強大的分子生物學技術,用于擴增特定的DNA片段,。PCR反應指在DNA聚合酶催化下,,以母鏈DNA為模板,以特定引物為延伸起點,,體系中加入dNTP,、Mg2+以及延伸因子、擴增增強因子,,通過變性,、退火、延伸等步驟,,體外復制出與母鏈模板DNA互補的子鏈DNA的過程,,能快速特異地在體外擴增任何目的DNA。PCR反應將微量目的DNA片段擴增一百萬以上,它以敏感度高,,特異強,,產(chǎn)率高,,重復好,,以快速簡便優(yōu)點迅速成分子生物學研究中最為廣泛的方法。
PCR反應的成功依賴于五個關鍵要素:
1. 引物:
1) 引物是一段短的DNA序列,,用于與目標DNA模板的特定區(qū)域配對,。
2) 設計原則包括長度(1530 bp)、G+C含量(40%60%),、避免二級結構和引物間互補等,。
3) 通常每條引物的濃度為0.10.5 μmol/L,過高可能導致非特異性擴增,。
2. 模板DNA:
是待擴增的DNA序列,,可以是基因組DNA、cDNA或質(zhì)粒DNA,。
數(shù)量和純度對結果至關重要,,通常使用102105拷貝,但過量可能增加非特異性產(chǎn)物,。
單鏈和雙鏈DNA均可作為模板,,但線性DNA比環(huán)狀DNA擴增效果更好。
3. DNA聚合酶:
1) 負責催化DNA合成,,常用的是Taq DNA聚合酶,,因其耐高溫特性。
2) 其他如Pfu,、Phusion等酶具有更高保真度,,適用于特定應用。
3) 酶的濃度通常為1.02.5 U/100 μL反應液,,過高或過低均影響擴增效率,。
4. dNTPs(脫氧核苷三磷酸):
1) 作為DNA合成的原料,通常等量加入反應體系,,終濃度為20200 μmol/L,。
2) 濃度過高可能抑制Taq酶活性,影響產(chǎn)物特異性,。
5. Mg2+:
1) 作為DNA聚合酶的輔助因子,,影響酶活性和產(chǎn)物特異性。
2) 終濃度通常為0.52.5 mmol/L,,需要根據(jù)引物Tm值和dNTP濃度調(diào)整,。
此外,PCR反應還需要緩沖液提供適宜的pH和離子環(huán)境,以及適當?shù)臏囟瓤刂疲ㄗ冃?、退火,、延伸三個階段)來完成循環(huán)擴增。