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聚合酶鏈式反應
一、發展簡史
聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR)是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術,它可看作是生物體外的特殊DNA復制,PCR的最大特點,是能將微量的DNA大幅增加。因此,無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸,還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發、皮膚或血液,只要能分離出一丁點的DNA,就能用PCR加以放大,進行比對。這也是"微量證據"的威力之所在。
1983年美國Mullis首先提出設想,1985年由其發明了聚合酶鏈反應,即簡易DNA擴增法,意味著PCR技術的真正誕生。
二、實驗原理
類似于DNA的體內復制。
首先待擴增DNA模板加熱變性解鏈,隨之將反應混合物冷卻至某一溫度,這一溫度可使引物與它的靶序列發生退火,再將溫度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。這種熱變性-復性-延伸的過程就是一個PCR循環。
PCR過程是由變性,退火,延伸3個步驟組成的不斷重復的過程。標準的PCR過程分為三步:
1.DNA變性(90℃-96℃):雙鏈DNA模板在熱作用下,氫鍵斷裂,形成單鏈DN
2.退火(復性)(40℃-65℃):系統溫度降低,引物與DNA模板結合,形成局部雙鏈。
3.3.延伸(68℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP為原料,從引物的5′端→3′ 端延伸,合成與模板互補的DNA鏈。
每一循環經過變性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。
三、PCR反應要素:
DNA模版:可以是雙鏈、單鏈、提取染色體的DNA、克隆的質粒DNA,
引物:一對寡聚DNA,分別與模板兩側的3’端序列互補,可使DNA序列得到擴增
DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶):催化DNA合成,
緩沖液:提供DNA合成反應所需的PH,離子強度等環境
4種單核苷酸:dNTP,提供DNA合成原料
實驗材料
PCR擴增儀、PCR反應管、PCR離心管、移液器、凝膠電泳設備、冰盒、離心機
模板、PCR引物、TaqDNA聚合酶、dNTP反應緩沖液、Mg2+、ddH2O。
PCR反應體系
以DNA為模板的反應體系:
模板:DNA102~105拷貝
引物
底物:4種dNTP
TaqDNA聚合酶
緩沖液
體積:
以mRNA為模板的反應(逆轉錄PCR)
模板:RNA
引物:oligo(dT)12~18
底物:4種dNTP
逆轉錄酶
緩沖液
其他試劑:RNA酶抑制劑,MgCl2.DTT.
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