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PCR體系及各類常見PCR辨析

閱讀:740      發(fā)布時(shí)間:2023-11-6
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聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction)簡稱PCR,是一種體外高效擴(kuò)增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)明人是Kary Mullis,他從1983年開始研究PCR技術(shù),1985年開始被逐漸采用,成為分子生物學(xué)的一項(xiàng)常規(guī)手段,并得到了廣泛的應(yīng)用,在臨床診斷、生物醫(yī)學(xué)研究和法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都具有重要意義。PCR是在體外模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的過程,它用加熱的辦法讓需要擴(kuò)增的DNA片段變性解鏈成兩條單鏈,人工合成的一對引物讓它們結(jié)合到DNA模板(分別結(jié)合到兩條鏈上)的兩端,DNA聚合酶即可以大量復(fù)制該模板。了解了PCR的基本過程,再一起來學(xué)習(xí)一下PCR體系及各類常見PCR辨析吧!

PCR體系

1. 模板

需要研究或擴(kuò)增的目的核酸分子,DNA可以直接擴(kuò)增,RNA需要增加一步逆轉(zhuǎn)錄,或者在體系中加逆轉(zhuǎn)錄酶一步法進(jìn)行RT-PCR擴(kuò)增;

2. 引物

良好設(shè)計(jì)的引物,是擴(kuò)增特異性及擴(kuò)增效率的關(guān)鍵因素之一;

3. Taqase

PCR體系的核心組分,Taqase的性能,直接決定了擴(kuò)增體系能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求;

針對不同類型的模板、特異性的要求、產(chǎn)物保真度的要求、擴(kuò)增產(chǎn)物的長度,需要選用能滿足對應(yīng)要求的Taqase;所選用的酶如果不匹配,實(shí)驗(yàn)是無法成功的;

對一株Taqase的性能評(píng)價(jià),主要是如下幾個(gè)方面:擴(kuò)增效率,擴(kuò)增速度,保真度,除了催化鏈延伸之外的其它活性,抗逆性等;

4. dNTP

dNTP的濃度和質(zhì)量,也是影響擴(kuò)增產(chǎn)率的一個(gè)重要因素;dNTP分子中,含有一個(gè)高能磷酸鍵,是影響dNTP穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,高能磷酸鍵的斷裂也是造成dNTP質(zhì)量不合格的分子層面的原因;

5. Buffer

為PCR反應(yīng)體系提供穩(wěn)定的工作環(huán)境,主要環(huán)境因素為pH值,離子強(qiáng)度等;

6. Mg++

因?yàn)殒V離子對Taqase活性影響大,所以一般buffer之外,還單獨(dú)帶一管Mg++,方便用戶靈活調(diào)節(jié)體系里面Mg++濃度;

除了上述六種必要的組分之外,還有較多的工具蛋白或者小分子化合物,能對PCR體系起到相應(yīng)的作用,這方面累積的研究成果也比較多。

各類常見PCR辨析

1. PCR,通常指的是普通PCR,以雙鏈DNA為模板,以dNTP為底物,大量(30個(gè)循環(huán)理論上可以使產(chǎn)物增加到模板初始摩爾數(shù)的10的9次方倍)擴(kuò)增雙鏈DNA。產(chǎn)物通常以電泳及凝膠成像方式來分析。

2. qPCR和Real-time PCR,指的是實(shí)時(shí)熒光定量PCR,以DNA或cDNA為模板,以dNTP為底物,以熒光基團(tuán)為報(bào)告分子,收集熒光信號(hào)從而對擴(kuò)增出的DNA進(jìn)行定量分析。為避免和RT-PCR(逆轉(zhuǎn)錄PCR)混淆,現(xiàn)在一般不太常用real-time PCR,通常交流,用qPCR指代更明確。

3. RT-PCR,指的是逆轉(zhuǎn)錄PCR,以由mRNA逆轉(zhuǎn)錄成的cDNA為模板,以dNTP為底物,進(jìn)行DNA的擴(kuò)增及檢測。

4. RT-qPCR,指的是實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄PCR,是qPCR+RT-PCR的組合,將總RNA或mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后再作為模板,以dNTP為底物,進(jìn)行產(chǎn)物的定量分析。

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