PCR技术是什么?PCR的基本反应步骤有哪些?

发布时间:2024-04-05
一、pcr是什么
聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的dna(或rna)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。
pcr(聚合酶链式反应)是利用dna在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°c左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至dna聚合酶最适反应温度(72°c左右),dna聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的pcr仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
二、pcr原理
基本反应原理
从专业的角度来说,pcr 由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:
1模板 dna 的变性:模板 dna 经加热至 94℃ 左右一定时间后,使模板 dna 双链或经 pcr 扩增形成的双链 dna 解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应做准备;
2模板 dna 与引物的退火 (复性):模板 dna 经加热变性成单链后,温度降至 55℃ 左右,引物与模板 dna 单链的互补序列配对结合;
3引物的延伸:dna 模板--引物结合物在 taq 酶的作用下,以 dntp 为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板 dna 链互补的半保留复制链。
重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的「半保留复制链」,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 2~4 分钟, 2~3 小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
三、pcr的基本反应步骤
1.引物的设计:
引物需要自己查找文献或者自己设计,然后交给合适的生物公司来帮我们合成,合成引物,每管装1od。拿到引物后需要加水溶解,但是因为引物是看不见的,所以为了防止溶解过程中引物的丢失,拿到引物后最好先高速离心(10000rpm, 4°c离心2min)再进行加水溶解(ddh2o)。水的体积按引物浓度稀释100倍,溶解好的引物用小管分装,每管装50μl即可,分装后放-20°c保存。
2.制作模板:
模板的制作可以直接借助试剂盒,一般情况下trizol的试剂可以需要,直接按照试剂盒提示来做就可以了。
3.建立体系、上机:
pcr需要用到的dna聚合酶、buffer、dntps。而经常用的dna聚合酶有taq酶,买的同时会附送10×buffer(主要成分是kcl、tris-hcl和mgcl2,有些还有(nh4)2so4)。做pcr之前要提醒大家一点,不是所有的pcr都用同样的反应体系的,也就是说pcr体系里用到的试剂除了10×taq buffer以外,其它其实都是需要摸条件的,但是按大多数情况来说,需要调整的并不多,可能需要调整的主要试剂是mgcl2(其实是要调整mg2+的浓度);可能需要控制的条件主要是退火温度。
4.跑胶验证:
在电泳之前,需要进行凝胶的配制,凝胶液配制的过程并不复杂,先用天平称取适量的琼脂糖粉末,加入到一定体积的1×tae(tris、乙酸、edta)缓冲液中,微波炉加热至沸腾,拿出来摇匀,帮助粉末溶解,反复沸腾多次直到粉末溶解。待溶液不烫手,将核酸染料加入溶液中摇匀,接着将溶液趁热倒到做胶的凝胶板上,插上梳子(用来预留加样孔),等半小时左右胶凝固拔下梳子,连胶带板一起放到电泳槽中,加电泳液至淹没整块凝胶(电泳槽中的电泳液也用1×tae缓冲液)。然后将loading buffer与样品混合,加入到凝胶小空(“梳子”形成的洞)中,dna maker作为对照,同样加入到筛孔中,然后插上电源开始跑胶就可以了,凝胶上有颜色的有两条带,等到前面的蓝色带跑到整块胶的2/3处停止电泳(断电),然后把胶拿出来,放到紫外光下观察条带。
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