聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction)簡(jiǎn)稱PCR,是一種體外高效擴(kuò)增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù),。該技術(shù)的發(fā)明人是Kary Mullis,,他從1983年開(kāi)始研究PCR技術(shù),1985年開(kāi)始被逐漸采用,,成為分子生物學(xué)的一項(xiàng)常規(guī)手段,,并得到了廣泛的應(yīng)用,在臨床診斷,、生物醫(yī)學(xué)研究和法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都具有重要意義,。PCR是在體外模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的過(guò)程,它用加熱的辦法讓需要擴(kuò)增的DNA片段變性解鏈成兩條單鏈,人工合成的一對(duì)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(fù)制該模板,。了解了PCR的基本過(guò)程,再一起來(lái)學(xué)習(xí)一下PCR體系及各類常見(jiàn)PCR辨析吧,!
PCR體系
1. 模板
需要研究或擴(kuò)增的目的核酸分子,,DNA可以直接擴(kuò)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(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增;
2. 引物
良好設(shè)計(jì)的引物,,是擴(kuò)增特異性及擴(kuò)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(kuò)增體系能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,;
針對(duì)不同類型的模板、特異性的要求,、產(chǎn)物保真度的要求,、擴(kuò)增產(chǎn)物的長(zhǎng)度,需要選用能滿足對(duì)應(yīng)要求的Taqase,;所選用的酶如果不匹配,,實(shí)驗(yàn)是無(wú)法成功的;
對(duì)一株Taqase的性能評(píng)價(jià),,主要是如下幾個(gè)方面:擴(kuò)增效率,,擴(kuò)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(kuò)增產(chǎn)率的一個(gè)重要因素,;dNTP分子中,含有一個(gè)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(yīng)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(qiáng)度等;
6. Mg++
因?yàn)殒V離子對(duì)Taqase活性影響大,,所以一般buffer之外,,還單獨(dú)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(duì)PCR體系起到相應(yīng)的作用,這方面累積的研究成果也比較多,。
各類常見(jiàn)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(gè)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(kuò)增雙鏈DNA。產(chǎn)物通常以電泳及凝膠成像方式來(lái)分析,。
2. qPCR和Real-time PCR,,指的是實(shí)時(shí)熒光定量PCR,以DNA或cDNA為模板,,以dNTP為底物,,以熒光基團(tuán)為報(bào)告分子,收集熒光信號(hào)從而對(duì)擴(kuò)增出的DNA進(jìn)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(jìn)行DNA的擴(kuò)增及檢測(cè),。
4. RT-qPCR,,指的是實(shí)時(shí)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(jìn)行產(chǎn)物的定量分析,。
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