1) 需要脱氧核苷三磷酸：进行 dna 合成必须具备的 2 个关键底物之一，即 4 种脱氧核苷三磷酸——dgtp、dctp、datp、dttp。通常商品化 pcr 酶会提供这 4 种脱氧核苷三磷酸的混合物 dntp。
2) 需要引物-模板接头：
dna 合成的第二个重要底物是一具有特定序列的双链 dna，称为引物-模板接头，即指 导互补脱氧核苷酸添加的单链 dna 模板和与模板互补但比模板短的一小段序列。
较长的 dna 链有一个与引物退火的区域和一个毗邻的单链 dna 区，此区作为 dna 合成的模板；较短的引物与较长的 dna 链退火，且必须有与模板单链 dna 区毗邻的游离 的 3’-oh，当新核苷酸加入时引物的 3’-oh 端得以延伸。一般而言，引物-模板接头的引物部分才是 dna 合成的底物，而模板仅仅提供选择哪种核苷酸进行添加的必要信息。
因此我们在设置 pcr 反应程序时第一步是高温变性（一般会设置成 95℃变性），就是为了把双链的模板变性成单链，第二步是降低温度，是为了让引物能互补匹配到单链模板上。3) 需要 dna 聚合酶：dna 聚合酶的三维结构类似于一只右手。手掌域是催化活性位点，可以催化任意 4 种脱氧核苷三磷酸的添加，这一区域结合 2 个二价金属离子（通常是 mg2+或 zn2+）。其中一个 金属离子降低 3’-oh 对其氢的亲和力，这会产生一个准备对引入 dntp 上的 α-磷酸进行亲核 攻击的 3’o-。第二个金属离子与 dntp 的 β-和 γ-磷酸负电荷协同作用，稳定由引物和引入核苷酸连接在一起时所产生的焦磷酸。所以我们在 pcr 时，反应体系里加入适量的 mg2+是十分重要的，添加的量少导致 pcr 酶无法发挥最大活性，添加太多则降低酶反应的特异性。
dna 聚合酶是一种延伸酶，其催化是快速的。dna 合成的速度主要取决于 dna 聚合酶 的延伸能力。在实际应用中，一般的taq酶的延伸速度大致是扩增产物在2kb以内是1kb/min。 扩增产物超过2kb 的部分可以以500bp/min 来计算。比如扩增2kb，延伸时间就设置成2min， 而扩增 3kb，就可以把延伸时间设置成 4min。也有延伸能力更强的酶，那么延伸时间就按产 品说明书描述的来设置。
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