一、发展简史
聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。因此,无论是化石中的古生物、历史人物的残骸,还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液,只要能分离出一丁点的DNA,就能用PCR加以放大,进行比对。这也是"微量证据"的威力之所在。
1983年美国Mullis首先提出设想,1985年由其发明了聚合酶链反应,即简易DNA扩增法,意味着PCR技术的真正诞生。
二、实验原理
类似于DNA的体内复制。
首先待扩增DNA模板加热变性解链,随之将反应混合物冷却至某一温度,这一温度可使引物与它的靶序列发生退火,再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。这种热变性-复性-延伸的过程就是一个PCR循环。
PCR过程是由变性,退火,延伸3个步骤组成的不断重复的过程。标准的PCR过程分为三步:
1.DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DN
2.退火(复性)(40℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链。
3.3.延伸(68℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′ 端延伸,合成与模板互补的DNA链。
每一循环经过变性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。
三、PCR反应要素:
DNA模版:可以是双链、单链、提取染色体的DNA、克隆的质粒DNA,
引物:一对寡聚DNA,分别与模板两侧的3’端序列互补,可使DNA序列得到扩增
DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶):催化DNA合成,
缓冲液:提供DNA合成反应所需的PH,离子强度等环境
4种单核苷酸:dNTP,提供DNA合成原料
实验材料
PCR扩增仪、PCR反应管、PCR离心管、移液器、凝胶电泳设备、冰盒、离心机
模板、PCR引物、TaqDNA聚合酶、dNTP反应缓冲液、Mg2+、ddH2O。
PCR反应体系
以DNA为模板的反应体系:
模板:DNA102~105拷贝
引物
底物:4种dNTP
TaqDNA聚合酶
缓冲液
体积:
以mRNA为模板的反应(逆转录PCR)
模板:RNA
引物:oligo(dT)12~18
底物:4种dNTP
逆转录酶
缓冲液
其他试剂:RNA酶抑制剂,MgCl2.DTT.