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376 人阅读发布时间:2023-12-05 11:38
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一项利用 DNA 双链复制原理,在生物体外复制特定 DNA 片段的的核酸合成技术。可在短时间内大量扩增目的 DNA 片段,而不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。
DNA 的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链 DNA 在多种酶的作用下可以变性解旋成单链,在 DNA 聚合酶的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现,DNA 在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。因此,通过温度变化控制 DNA 的变性和复性,加入设计引物,DNA 聚合酶,dNTP 就可以完成特定基因的体外复制,这是 PCR 的理论基础。PCR 反应是在体外模拟 DNA 的复制过程,因此反应体系中必须具有 DNA 复制所需的基本要素:
1、模板(template),含有需要扩增的 DNA 片段。
2、引物(primer),一对引物决定了需要扩增的起始和终止位置。
3、聚合酶(polymerase ),DNA 聚合酶复制需要扩增的区域。
4、脱氧核苷三磷酸(dNTP),用于构造新的互补链。
5、缓冲液(buffer),提供适合聚合酶行使功能的化学环境。
PCR技术可模拟细胞核内DNA复制的天然过程,可在3~4h内使目的基因扩增上百万倍,达到肉眼可见的量,不需要放射性同位素标记就能分析、检测基因,大大提高了基因检测的灵敏度。
具体过程:
1、把DNA加热,使双链分开;这是第一个不同,DNA复制时也解旋,在解旋酶的作用下进行,不能加热。
2、将人工合成的一段单链核苷酸即DNA引物,黏附到DNA单股螺旋上;这是第二个不同,DNA复制需要的引物是RNA,不是DNA。
3、按照引物就能够复制出DNA来,重复放大50次后就可以制成10亿个基因。在PCR放大过程中的关键是利用耐热DNA聚合酶使少量的DNA在短期内即能扩增数百万倍,便于分析、检测。这是第三点不同,PCR技术形成DNA时用耐热DNA聚合酶,而DNA复制用的是生物体自身的DNA聚合酶,普通的DNA聚合酶是不耐热的。