聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction)簡稱PCR,,是一種體外高效擴增特定DNA片段的分子生物學技術(shù),。該技術(shù)的發(fā)明人是Kary Mullis,,他從1983年開始研究PCR技術(shù),1985年開始被逐漸采用,,成為分子生物學的一項常規(guī)手段,,并得到了廣泛的應用,在臨床診斷,、生物醫(yī)學研究和法醫(yī)學領(lǐng)域都具有重要意義,。PCR是在體外模擬體內(nèi)DNA復制的過程,它用加熱的辦法讓需要擴增的DNA片段變性解鏈成兩條單鏈,,人工合成的一對引物讓它們結(jié)合到DNA模板(分別結(jié)合到兩條鏈上)的兩端,,DNA聚合酶即可以大量復制該模板。了解了PCR的基本過程,,再一起來學習一下PCR體系及各類常見PCR辨析吧,!
PCR體系
1. 模板
需要研究或擴增的目的核酸分子,DNA可以直接擴增,,RNA需要增加一步逆轉(zhuǎn)錄,,或者在體系中加逆轉(zhuǎn)錄酶一步法進行RT-PCR擴增;
2. 引物
良好設(shè)計的引物,,是擴增特異性及擴增效率的關(guān)鍵因素之一,;
3. Taqase
PCR體系的核心組分,Taqase的性能,,直接決定了擴增體系能否達到實驗要求,;
針對不同類型的模板、特異性的要求,、產(chǎn)物保真度的要求,、擴增產(chǎn)物的長度,需要選用能滿足對應要求的Taqase,;所選用的酶如果不匹配,,實驗是無法成功的;
對一株Taqase的性能評價,,主要是如下幾個方面:擴增效率,,擴增速度,保真度,,除了催化鏈延伸之外的其它活性,,抗逆性等;
4. dNTP
dNTP的濃度和質(zhì)量,,也是影響擴增產(chǎn)率的一個重要因素,;dNTP分子中,含有一個高能磷酸鍵,,是影響dNTP穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,,高能磷酸鍵的斷裂也是造成dNTP質(zhì)量不合格的分子層面的原因,;
5. Buffer
為PCR反應體系提供穩(wěn)定的工作環(huán)境,主要環(huán)境因素為pH值,,離子強度等,;
6. Mg++
因為鎂離子對Taqase活性影響大,所以一般buffer之外,,還單獨帶一管Mg++,,方便用戶靈活調(diào)節(jié)體系里面Mg++濃度;
除了上述六種必要的組分之外,,還有較多的工具蛋白或者小分子化合物,,能對PCR體系起到相應的作用,這方面累積的研究成果也比較多,。
各類常見PCR辨析
1. PCR,,通常指的是普通PCR,以雙鏈DNA為模板,,以dNTP為底物,大量(30個循環(huán)理論上可以使產(chǎn)物增加到模板初始摩爾數(shù)的10的9次方倍)擴增雙鏈DNA,。產(chǎn)物通常以電泳及凝膠成像方式來分析,。
2. qPCR和Real-time PCR,指的是實時熒光定量PCR,,以DNA或cDNA為模板,,以dNTP為底物,以熒光基團為報告分子,,收集熒光信號從而對擴增出的DNA進行定量分析,。為避免和RT-PCR(逆轉(zhuǎn)錄PCR)混淆,現(xiàn)在一般不太常用real-time PCR,,通常交流,,用qPCR指代更明確。
3. RT-PCR,,指的是逆轉(zhuǎn)錄PCR,,以由mRNA逆轉(zhuǎn)錄成的cDNA為模板,以dNTP為底物,,進行DNA的擴增及檢測,。
4. RT-qPCR,指的是實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄PCR,,是qPCR+RT-PCR的組合,,將總RNA或mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后再作為模板,以dNTP為底物,,進行產(chǎn)物的定量分析,。
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