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PCR反應(yīng)的主要物質(zhì)探究
閱讀：226 發(fā)布時(shí)間：2024-12-9 PCR反應(yīng)的物質(zhì)主要包括模板DNA,、引物、dNTPs,、Taq DNA聚合酶和Mg2+濃度,。這些物質(zhì)在PCR反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
1.引物
引物是PCR特異性反應(yīng)的關(guān)鍵,，PCR產(chǎn)物的特異性取決于引物與模板DNA互補(bǔ)的程度,。理論上，只要知道任何一段模板DNA序列,， 就能按其設(shè)計(jì)互補(bǔ)的寡核苷酸鏈做引物,，利用PCR就可將模板DNA在體外大量擴(kuò)增。
設(shè)計(jì)引物應(yīng)遵循以下原則：
①引物長度：15-30bp,，常用為20bp左右,。
②引物擴(kuò)增跨度：以200-500bp為宜，特定條件下可擴(kuò)增長至10kb的片段,。
③引物堿基：G+C含量以40-60%為宜,，G+C太少擴(kuò)增效果不佳，G+C過多易出現(xiàn)非特異條帶,。ATGC最好隨機(jī)分布,，避免5個(gè)以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
④避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級(jí)結(jié)構(gòu)，避免兩條引物間互補(bǔ),，特別是3'端的互補(bǔ)，否則會(huì)形成引物二聚體,，產(chǎn)生非特異的擴(kuò)增條帶,。
⑤引物3'端的堿基，特別是最末及倒數(shù)第二個(gè)堿基,，應(yīng)嚴(yán)格要求配對(duì),，以避免因末端堿基不配對(duì)而導(dǎo)致PCR失敗。
⑥引物中有或能加上合適的酶切位點(diǎn),， 被擴(kuò)增的靶序列最好有適宜的酶切位點(diǎn),， 這對(duì)酶切分析或分子克隆很有好處。
⑦引物的特異性：引物應(yīng)與核酸序列數(shù)據(jù)庫的其它序列無明顯同源性,。引物量：每條引物的濃度0.1～1umol或10～100pmol,，以低引物量產(chǎn)生所需要的結(jié)果為宜。引物濃度偏高會(huì)引起錯(cuò)配和非特異性擴(kuò)增,，且可增加引物之間形成二聚體的機(jī)會(huì),。
2.酶及其濃度
目前有兩種Taq DNA聚合酶，一種是從棲熱水生桿菌中提純的天然酶,，另一種為大腸菌合成的基因工程酶,。催化一典型的PCR反應(yīng)約需酶量2.5U(指總反應(yīng)體積為100ul時(shí))，濃度過高可引起非特異性擴(kuò)增,，濃度過低則合成產(chǎn)物量減少,。
3.dNTP的質(zhì)量與濃度
dNTP的質(zhì)量與濃度和PCR擴(kuò)增效率有密切關(guān)系，dNTP粉呈顆粒狀,，如保存不當(dāng)易變性失去生物學(xué)活性,。dNTP溶液呈酸性，使用時(shí)應(yīng)配成高濃度后,，以1M NaOH或1M Tris-HCL緩沖液將其pH值調(diào)節(jié)到7.0～7.5,，小量分裝，-20℃冰凍保存,。多次凍融會(huì)使dNTP降解,。
在PCR反應(yīng)中，dNTP應(yīng)為50～200umol/L,，尤其是注意4種dNTP的濃度要相等(等摩爾配制),。當(dāng)其中任何一種濃度不同于其它幾種時(shí)(偏高或偏低)，就會(huì)引起錯(cuò)配,。濃度過低又會(huì)降低PCR產(chǎn)物的產(chǎn)量,。dNTP能與Mg2+結(jié)合，使游離的Mg2+濃度降低。
4.模板(靶基因)核酸
模板核酸的量與純化程度是PCR成敗與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,。傳統(tǒng)的DNA純化方法通常采用SDS和蛋白酶K來消化處理樣本,。SDS的主要功能是：溶解細(xì)胞膜上的脂類與蛋白質(zhì)，因而溶解膜蛋白而破壞細(xì)胞膜,，并解離細(xì)胞中的核蛋白,，SDS還能與蛋白質(zhì)結(jié)合而沉淀；
蛋白酶K能水解消化蛋白質(zhì),，特別是與DNA結(jié)合的組蛋白,，再用有機(jī)溶劑酚與CHCl3抽提掉蛋白質(zhì)和其它細(xì)胞組份，用乙醇或異丙醇沉淀核酸,。提取的核酸即可作為模板用于PCR反應(yīng),。一般臨床檢測標(biāo)本，可采用快速簡便的方法溶解細(xì)胞,，裂解病原體,，消化除去染色體的蛋白質(zhì)使靶基因游離，直接用于PCR擴(kuò)增,。RNA模板提取一般采用異硫氰酸胍或蛋白酶K法,，要防止RNase降解RNA。
5.Mg2+濃度
Mg2+對(duì)PCR擴(kuò)增的特異性和產(chǎn)量有顯著的影響,。在一般的PCR反應(yīng)中,，各種dNTP濃度為200umol/L時(shí)，Mg2+濃度為1.5～2.0mmol/L為宜,。Mg2+濃度過高,，反應(yīng)特異性降低，出現(xiàn)非特異擴(kuò)增,；濃度過低會(huì)降低Taq DNA聚合酶的活性,，使反應(yīng)產(chǎn)物減少。
綜上所述,，PCR反應(yīng)的物質(zhì)主要包括模板DNA,、引物、dNTPs,、Taq DNA聚合酶和Mg2+,。這些物質(zhì)的質(zhì)量和選擇對(duì)于PCR反應(yīng)的成功與否具有重要影響。