聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的步驟:標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程分為三步:DNA變性:(90℃-96℃):雙鏈DNA模板在熱作用下,氫鍵斷裂,形成單鏈DNA;退火:(60℃-65℃):系統(tǒng)溫度降低,引物與DNA模板結(jié)合,形成局部雙鏈。延伸:(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性很好)的作用下,以dNTP為原料,從引物的3′端開始以從5′→3′端的方向延伸,合成與模板互補(bǔ)的DNA鏈。每一循環(huán)經(jīng)過變性、退火和延伸,DNA含量即增加一倍?,F(xiàn)在有些PCR因為擴(kuò)增區(qū)很短,即使Taq酶活性不是很好也能在很短的時間內(nèi)復(fù)制完成,因此可以改為兩步法,即退火和延伸同時在60℃-65℃間進(jìn)行。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR技術(shù)的基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程。上海組織Real-time PCR研究方案
逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)的原理是:提取組織或細(xì)胞中的總RNA,以其中的mRNA作為模板,采用Oligo(dT)或隨機(jī)引物利用逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成cDNA。再以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,而獲得目的基因或檢測基因表達(dá)。完整RNA 的提取和純化,是進(jìn)行RNA 方面的研究工作,如Nothern雜交、mRNA 分離、RT-PCR、定量PCR、cDNA合成及體外翻譯等的前提。所有RNA的提取過程中都有五個關(guān)鍵點,即樣品細(xì)胞或組織的有效破碎;有效地使白復(fù)合體變性;對內(nèi)源RNA酶的有效抑制;有效地將RNA從DNA和蛋白混合物中分離;對于多糖含量高的樣品還牽涉到多糖雜質(zhì)的有效除去。但其中很關(guān)鍵的是抑制RNA酶活性。RNA 的提取目前階段主要可采用兩種途徑,提取總核酸,再用氯化鋰將RNA 沉淀出來;直接在酸性條件下抽提,酸性下DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相而RNA 留在水相。種提取方法將導(dǎo)致小分子量RNA 的丟失,目前該方法的使用頻率已很低。上海組織Real-time PCR研究方案許多疾病的未知病因的測序正在通過聚合酶鏈反應(yīng)得到解決。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng):模板的制備,PCR的模板可以是DNA,也可以是RNA。模板的取材主要依據(jù)PCR的擴(kuò)增對象,可以是病原體標(biāo)本如病毒、細(xì)菌、菌類等。也可以是病理生理標(biāo)本如細(xì)胞、血液、羊水細(xì)胞等。法醫(yī)學(xué)標(biāo)本有血斑、精斑、毛發(fā)等。標(biāo)本處理的基本要求是除去雜質(zhì),并部分純化標(biāo)本中的核酸。多數(shù)樣品需要經(jīng)過SDS和蛋白酶K處理。難以破碎的細(xì)菌,可用溶菌酶加EDTA處理。所得到的粗制DNA,經(jīng)酚、氯仿抽提純化,再用乙醇沉淀后用作PCR反應(yīng)模板。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種用于放大擴(kuò)增特定的DN段的分子生物學(xué)技術(shù),它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制,PCR的很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(fā)、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(jìn)行比對。這也是“微量證據(jù)”的威力之所在。由1983年美國首先提出設(shè)想,1985年由其發(fā)明了聚合酶鏈反應(yīng),即簡易DNA擴(kuò)增法,意味著PCR技術(shù)的真正誕生。到2013年,PCR已發(fā)展到第三代技術(shù)。PCR產(chǎn)物的生成量是以指數(shù)方式增加的,能將皮克量級的起始待測模板擴(kuò)增到微克水平。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR技術(shù)的基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程,其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。PCR由變性-退火-延伸三個基本反應(yīng)步驟構(gòu)成:模板DNA的變性:模板DNA經(jīng)加熱至93℃左右一定時間后,使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴(kuò)增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結(jié)合,為下輪反應(yīng)作準(zhǔn)備;模板DNA與引物的退火(復(fù)性):模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對結(jié)合;引物的延伸:DNA模板-引物結(jié)合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下,以dNTP為反應(yīng)原料,靶序列為模板,按堿基互補(bǔ)配對與半保留復(fù)制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補(bǔ)的半保留復(fù)制鏈,重復(fù)循環(huán)變性-退火-延伸三過程就可獲得更多的“半保留復(fù)制鏈”,而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。每完成一個循環(huán)需2~4分鐘,2~3小時就能將待擴(kuò)目的基因擴(kuò)增放大幾百萬倍。聚合酶鏈反應(yīng)具有定量合成產(chǎn)物的優(yōu)點。上海組織Real-time PCR研究方案
流聚合酶鏈反應(yīng):一種偽等溫PCR方法。上海組織Real-time PCR研究方案
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種體外迅速擴(kuò)增DN段的技術(shù),它能以極少量的DNA為模版,在幾小時內(nèi)復(fù)制出上百萬份的DNA拷貝。DNA的半保留復(fù)制是生物進(jìn)化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈,在DNA聚合酶與啟動子的參與下,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則復(fù)制成同樣的兩分子挎貝。在實驗中發(fā)現(xiàn),DNA在高溫時由于兩條鏈之間的氫鍵被破壞也可以發(fā)生變性解鏈,當(dāng)溫度降低后又可以復(fù)形成為雙鏈。因此,通過溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性,并設(shè)計引物做啟動子,加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復(fù)制。但是,DNA聚合酶在高溫時會失活,因此,每次循環(huán)都得加入新的DNA聚合酶,不但操作煩瑣,而且價格昂貴,制約了PCR技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。發(fā)現(xiàn)耐熱DNA聚合同酶--Taq酶對于PCR的應(yīng)用有里程碑的意義,該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活,不需要每個循環(huán)加酶,使PCR技術(shù)變得非常簡捷、同時也降低了成本,PCR技術(shù)得以大量應(yīng)用,并逐步應(yīng)用于臨床。上海組織Real-time PCR研究方案