聚合酶链式反应(PCR)电泳条带分析
926 人阅读发布时间:2024-10-22 14:24
聚合酶链式反应(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。PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
PCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即:引物(PCR引物为DNA片段,细胞内DNA复制的引物为一段RNA链)、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。
引物有多种设计方法,由PCR在实验中的目的决定,但基本原则相同。PCR所用的酶主要有两种来源:Taq和Pfu,分别来自两种不同的噬热菌。其中Taq扩增效率高但易发生错配。Pfu扩增效率弱但有纠错功能。所以实际使用时根据需要必须做不同的选择。
模板即扩增用的DNA,可以是任何来源,但有两个原则,第一纯度必须较高,第二浓度不能太高以免抑制。
缓冲液的成分最为复杂,除水外一般包括四个有效成分:缓冲体系,一般使用HEPES或MOPS缓冲体系;一价阳离子,一般采用钾离子,但在特殊情况下也可使用铵根离子;二价阳离子,即镁离子,根据反应体系确定,除特殊情况外不需调整;辅助成分,常见的有DMSO、甘油等,主要用来保持酶的活性和帮助DNA解除缠绕结构。
DNA分子提取得到以后,需要通过电泳技术来检测其数量和质量,按相对分子质量大小分离DNA的凝胶电泳技术,是一种分析鉴定DNA分子的重要实验手段。
当一种分子被放置在电场当中时,它们就会以一定的速度移向适当的电极,这种电泳分子在电场作用下的迁移速度,叫做电泳的迁移率。它同电场的强度和电泳分子本身所携带的净电荷数成正比。也就是说,电场强度越大、电泳分子所携带的净电荷数量越多,其迁移的速度也就越快,反之则较慢。

PCR扩增后一般进行琼脂糖凝胶电泳分析,电泳后一般有以下几种条带:
1、引物带。引物浓度过高或是扩增效率不是特别高时都会有,一般不呈现为细带,为发散状;如果目的扩增产物带和引物带都很亮,可以考虑适当降低引物量。
2、引物二聚体带。比引物跑得慢一点,条带清晰,但如果扩增产物小于100bp时,产物与引物二聚体就不好分别了,建议采用DNA聚丙烯酰胺电泳(不是蛋白质的SDS聚丙烯酰胺电泳);如果引物二聚体在优化复性温度后仍然严重影响目的产物的扩增,优先考虑更换引物设计(因为引物合成的成本比反复优化条件的成本低)
3、目的扩增产物带。其大小与设计大小相同,条带清晰。
4、非特异扩增产物带。其大小与设计大小不相同,条带清晰。一般考虑通过提高复性温度来减少或消除(也可用温度梯度功能来寻找zui佳的复性温度,东胜龙811型PCR仪就有此功能)。如果其片段大小比目的片段大较多,可以通过减少延伸时间来减少或消除(即不给它足够的延伸时间)。还有一种非特异扩增产物带是来自于逆转录PCR实验时的基因组DNA的污染,如果目的扩增产物中有内含子,扩增产物很可能大于目的基因。这种条带通过优化复性温度是不能消除的,可以在逆转录前用无RNA酶的DNA酶进行样本处理。
5、模板DNA带。模板浓度过高时可能出现。如果是基因组DNA为模板,条带可能会很乱且较大。一般进行PCR扩增时,模板浓度都不要太大,否则会产生一些比目的基因长一点的杂质DNA(可能不成条带,也看不到),这是由PCR扩增原理造成的。