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聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)是一种分子生物学技术,用于体外扩增特定的DN段。
PCR技术主要过程是,通过人类合成的一小断单链DN段(叫做引物)与模板DNA特定的区域特异性结合,进而以四种dNTP为底物,通过DNA聚合酶沿着引物和模板形成的双链部分的3’端聚合形成DN段实现DNA体外扩增的过程。其中,zui重要的是热稳定的DNA聚合酶,由于该酶在97度以上的高温也能保持稳定,所以我 们可以通过94~97度这个温度范围内处理DNA形成单链,然后降温(根据引物不同而有差异,一般为50-55度)直至适量的引物结合到模板上。zui后温度提升至72度,聚合酶聚合形成双链DNA。
经典方法
PCR体系组分
DNA模板(template),含有需要扩增的DN断。
2个引物(primer),决定了需要扩增的起始和终止位置。
DNA聚合酶(polymerase),复制需要扩增的区域。
脱氧核苷三磷酸(dNTP),是指4种脱氧核糖核酸,用于构造新的互补链。
缓冲体系,提供适合聚合酶行使功能的化学环境。
H2O 为了保持各个组分的浓度,在体系中加水稀释
注意:部分品牌缓冲液不含有Mg2+,那么还需要添加对应浓度的Mg2+。酶请zui后加入,水请zui先加入。
PCR步骤
1. DNA变性
(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下, 氢键断裂,形成单链DNA。
2. 退火
(25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链。
3. 延伸
(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性*)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的DNA链。
PCR的循环参数
1. 预变性(Initial denaturation)
模板DNA*变性与PCR酶的*激活对PCR能否成功至关重要,建议加热时间参考试剂说明书,一般未修饰的Taq酶激活时间为两分钟。
2. 循环中的变性步骤
循环中一般95℃,30秒足以使各种靶DNA序列*变性,可能的情况下可 缩短该步骤时间,变性时间过长损害酶活性,过短靶序列变性不*,易造成扩增失败。
3. 引物退火(Primer annealing)
退火温度需要从多方面去决定,一般根据引物的Tm值为参考,根据扩增的长度适当下调作为退火温度。然后在此次实验基础上做出预估。
退火温度对PCR的特异性有较大影响。
4. 引物延伸
引物延伸一般在72℃进行(Taq酶zui适温度)。但在扩增长度较短且退火温度较高时,本步骤可省略 延伸时间随扩增片段长短而定,一般*在1000 bp以上,含Pfu及其衍生物的衍生设定为1 min/kbp。
5. 循环数
大多数PCR含25-40循环,过多易产生非特异扩增。
6. zui后延伸
在zui后一个循环后,反应在72℃维持5-15分钟.使引物延伸*,并使单链产物退火成双链。
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