聚合酶链式反应
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.