PCR反应条件体系总结

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pcr实训报告

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PCR实训报告
PCR(聚合酶链式反应)是一种分子生物学技术,用于扩增DNA 片段。

在本次实训中,我们学习了PCR的原理和操作方法,并进行了一系列实验,以加深对PCR技术的理解。

实验一:PCR反应体系的构建
在实验一中,我们构建了PCR反应体系,包括DNA模板、引物、dNTP、聚合酶、缓冲液和水。

通过反应体系的构建,我们了解了PCR反应体系中各个组分的作用,并掌握了反应体系的配制方法。

实验二:PCR扩增条件的优化
在实验二中,我们对PCR扩增条件进行了优化。

通过调整温度、引物浓度、模板浓度等参数,我们获得了最佳的PCR扩增效果,并得到了高品质的PCR产物。

在实验中,我们还学习了如何评估PCR 产物的质量和浓度。

实验三:PCR产物的检测和分析
在实验三中,我们对PCR产物进行了检测和分析。

通过凝胶电泳和文库测序技术,我们确定了PCR产物的大小和序列,并进行了序列比对和基因注释。

通过实验,我们深入了解了PCR产物的检测和分析方法,掌握了基本的生物信息学技能。

总结
通过本次实训,我们深入了解了PCR技术的原理和应用,掌握了PCR反应体系的构建和扩增条件的优化方法,学习了PCR产物的检测和分析技术。

本次实训为我们今后从事分子生物学研究奠定了基础,并为我们掌握更多高级技术和开展更深入的研究工作提供了重要的支持。

标准的PCR反应体系

标准的PCR反应体系

标准的PCR反应体系PCR的反应体积一般有:10、20、25、40、50、100μl(一般不要低于10μl,体积过少会影响扩增效率及产物得率)PCR反应体系与反应条件--------------------------------------------------------------------------------标准的PCR反应体系:10×扩增缓冲液10ul4种dNTP混合物各200umolL引物各10~100mol模板DNA 01~2ugTqDNA聚合酶25ug2+ 15mmolL加双或三蒸水至100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和g2+引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。

理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。

设计引物应遵循以下原则:①引物长度:15-30b,常用为20b左右。

②引物扩增跨度:以200-500b为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。

ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3'端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

⑤引物3'端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。

⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。

⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。

引物量:每条引物的浓度01~1umol或10~100mol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。

PCR反应体系

PCR反应体系

反 应 体 系
PCR
镁离子
引物及探针 模板
06
PCR buffer
PCR反应缓冲液的目的是给Taq DNA聚合酶提供一 个最适酶催反应条件。
成分 Tris-HCl KCl NH4+ 小牛血清白蛋白 明胶 Tween 20 二硫苏糖醇(DTT) 浓度 10-50mmol/L ≤50mmol/L 16.6mmol/L 100μg/ml 0.01% 0.05% ~0.1% 5mmol/l 有助于酶的稳定,提高试 剂的稳定性。 作用 平衡ph值 利于引物的退火(产率比 较高) 特异性比较好
的提高了扩增的准确性内参基因是为了平衡不同模板之
间的差异。加入浓度50μ L体系加入0.1μ L 25μ M ROX, 终浓度为versetranscripatase)是以RNA为模板指
导三磷酸脱氧核苷酸合成互补DNA(cDNA)的酶。 ROX(ROX Reference Dye)一般用于ABI、 Stratagene等公司的Real Time PCR扩增仪上。用于消 除信号本底以及效正孔之间产生的荧光信号,最大限度
Taq酶
Taq酶是从水生栖热菌 Thermus Aquaticus ( Taq )中分 离出的具有热稳定性的DNA聚合酶。
5'到 3'合成 DNA能力 普通Taq酶 有 5'到 3'外 切酶活性 有 3'到 5'外 切酶活性 无 3'端加A
延伸速度

2000base/min
热启动Taq酶




2000base/min
P C R 反 应 体 系
PCR 原理
PCR(Polymerase Chain Reaction)是指在DNA聚合酶催化下, 以母链DNA为模板,以特定引物为延伸起点,通过变性、退火、延伸等 步骤,体外复制出与母链模板DNA互补的子链DNA的过程。

pcr知识点总结归纳

pcr知识点总结归纳

pcr知识点总结归纳PCR(Polymerase Chain Reaction),即聚合酶链反应,是一种用于抑制、合成、扩增DNA的技术。

PCR技术广泛应用于科学研究、临床诊断、法医鉴定和生物工程等领域。

PCR技术的出现不仅提高了DNA的扩增速度,而且在很大程度上解决了DNA分析的难题和可行性问题。

PCR技术的关键在于DNA的扩增,通过特定的引物(primer)和热稳定的DNA聚合酶在不同温度下进行多次循环反应,使目标DNA片段扩增成百上千倍。

PCR技术的应用可以在较短时间内获得充足的DNA,为后续的实验提供了可行性基础。

PCR技术是分子生物学研究的重要工具,掌握PCR技术的原理和操作方法对于分子生物学研究者来说至关重要。

下面将对PCR技术的知识点进行总结和归纳,包括PCR的基本原理、PCR反应体系、PCR引物设计、PCR技术的优缺点以及PCR技术在生物学研究中的应用等方面。

一、PCR的基本原理PCR技术是通过DNA的酶解、DNA的引物延伸、DNA的片段合成来实现DNA扩增。

PCR主要由以下三个步骤组成:变性、退火和延伸。

1. 变性步骤:将DNA的双链解链成两条单链,即使DNA解链。

2. 退火步骤:将引物与DNA模板结合成双链,即使DNA复性。

3. 延伸步骤:在退火变性条件下将引物作为起始核酸,然后DNA聚合酶将其扩增成DNA。

通过以上三个步骤的循环反应即可实现DNA的多次扩增。

二、PCR反应体系PCR反应体系主要包括DNA模板、引物、DNA聚合酶、四种dNTPs、缓冲液和辅助剂等。

1. DNA模板:PCR反应的起始材料,可以是基因组DNA、cDNA或其他DNA模板。

2. 引物:在退火步骤中将与DNA模板特异性结合,为DNA的扩增提供起始核酸。

3. DNA聚合酶:用于合成DNA,PCR反应中通常采用热稳定的DNA聚合酶如Taq DNA聚合酶。

4. dNTPs:即脱氧核苷酸三磷酸盐,即dATP、dCTP、dGTP和dTTP,是DNA聚合的四种脱氧核苷酸单体。

标准的pcr反应体系

标准的pcr反应体系

标准的pcr反应体系PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种分子生物学技术,它可以在体外大量复制DNA片段。

PCR反应是在一定的条件下,通过DNA引物和DNA聚合酶,使目标DNA片段在体外迅速扩增,是分子生物学研究中常用的技术手段之一。

标准的PCR反应体系包括以下几个方面:1. DNA模板,PCR反应的第一步是添加待扩增的DNA模板。

这可以是从细胞中提取的基因组DNA,也可以是经过纯化的质粒DNA或PCR产物。

DNA模板的质量和纯度对PCR反应的效果有很大影响,因此在使用之前需要进行质检和定量。

2. 引物,PCR反应需要两个引物,它们分别位于待扩增DNA片段的两端。

引物的设计需要考虑到目标DNA的序列,确保引物能够特异性地结合到目标DNA 上。

此外,引物的长度和碱基组成也需要符合一定的要求,以保证PCR反应的效率和特异性。

3. DNA聚合酶,PCR反应中使用的DNA聚合酶通常是热稳定的,能够在高温下保持活性。

常用的DNA聚合酶有Taq聚合酶和Pfu聚合酶等。

在PCR反应中,DNA聚合酶起着复制DNA的作用,能够在高温下将引物结合到DNA模板上,并在适当的条件下合成新的DNA链。

4. 缓冲液,PCR反应需要在特定的pH和离子浓度条件下进行,因此需要添加合适的缓冲液来维持反应体系的稳定性。

常用的PCR缓冲液包括Tris-HCl缓冲液和KCl缓冲液等。

5. 脱氧核苷酸(dNTPs),PCR反应需要四种脱氧核苷酸作为DNA合成的原料,它们分别是脱氧腺苷酸(dATP)、脱氧鸟苷酸(dGTP)、脱氧胸苷酸(dCTP)和脱氧胸嘧啶酸(dTTP)。

在PCR反应中,这些脱氧核苷酸会被DNA聚合酶利用,与引物结合到DNA模板上,合成新的DNA链。

6. 离子,PCR反应中需要适当的离子浓度来维持DNA聚合酶的活性,通常通过添加Mg2+离子来实现。

Mg2+离子的浓度对PCR反应的效果有很大影响,需要根据具体的引物和DNA模板来进行优化。

pcr反应体系的组成及各组分作用

pcr反应体系的组成及各组分作用

pcr反应体系的组成及各组分作用
PCR,即链式酶聚合反应,反应管中各组分如下:
1.扩增缓冲液:
缓冲液有助于酶的稳定,是给聚合酶提供一个最适合酶催化反应条件;
2.4种dNTP混合物:
四种脱氧核苷酸,是DNA的原料;
3.引物:
DNA合成不能从零开始,必须要有引物,从引物末端开始延伸,合成整条链;
4.模板:
DNA合成需要模板链;
5.Taq DNA聚合酶:
催化PCR反应,该酶是从Thermus aquaticus细菌中提取的特殊的耐热DNA聚合酶,可以耐受90℃以上的高温而不失活,不需要每个循环加酶,使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本;
6.Mg2+:
Mg与dNTP以及DNA模板结合形成复合体,只有这种复
合体才能被DNA聚合酶识别;
7.加双或三蒸水:
调节反应体系的浓度用;。

pcr实验原理

pcr实验原理

pcr实验原理PCR实验原理PCR(聚合酶链式反应)是一种在体外扩增DNA的技术,它可以在短时间内从微量的DNA样本中产生大量的DNA复制物。

PCR技术已经广泛应用于基因工程、医学诊断、法医学和生物学等领域。

本文将从以下几个方面详细介绍PCR实验的原理。

1. PCR反应体系PCR反应体系主要由模板DNA、引物、聚合酶、缓冲液和dNTPs等组成。

其中模板DNA是需要扩增的目标序列,引物是用来定位目标序列起始点和终止点的短链寡核苷酸,聚合酶是催化DNA合成的酶类,缓冲液提供了适宜pH值和离子强度来维持聚合酶活性,dNTPs是四种脱氧核苷三磷酸。

2. PCR扩增过程PCR扩增过程分为三个步骤:变性、退火和延伸。

(1)变性:将双链DNA加热至95℃左右使其解旋成两条单链模板。

(2)退火:降温至引物与模板相互结合的最佳温度,引物与模板的互补碱基序列结合形成双链DNA。

(3)延伸:在聚合酶的催化下,dNTPs与单链模板互补配对形成新的DNA链,引物向外延伸,产生两条新的单链DNA。

这个过程会不断重复,每次扩增会产生一倍的DNA片段。

3. PCR反应条件PCR反应条件包括温度、时间和反应体系组分浓度等因素。

其中最关键的是温度控制。

变性阶段需要高温95℃左右;退火阶段需要适当降温至引物与模板互补碱基序列结合的最佳温度;延伸阶段需要适宜的延伸时间和温度。

同时,反应体系组分浓度也需要控制在一定范围内。

4. PCR扩增产物PCR扩增产物是目标序列在PCR反应中被扩增出来的DNA片段。

其大小由引物长度和目标序列长度决定。

PCR扩增产物可以通过琼脂糖凝胶电泳等方法进行检测,并可用于后续实验。

5. PCR技术优点PCR技术具有快速、灵敏、特异性强、扩增量大等优点,可以从微量的DNA样本中扩增出足够多的DNA,可用于检测罕见基因突变和病原体等。

此外,PCR技术还可以进行定量PCR、实时PCR和逆转录PCR等不同类型的实验。

总结PCR技术是一种重要的分子生物学技术,其原理简单易懂,应用广泛。

关于PCR总结

关于PCR总结

PCR总结若模板为环状质粒,最好先用酶将其切开成线性分子。

酵母、细菌及质粒基因组,每次反应的模板最大加入量分别为10ng,1ng和1pg。

引物的设计原则1.引物的长度应适宜,一般要求18~25bp,一对引物中两个引物之间的长度差异应小于3bp。

2.基本成分:G+C的含量一般为40%~60%。

四种碱基应随机的分布,避免碱基堆积的现象。

尤其引物的3’端,不应有连续的3个G或C,否则会使引物与核酸的G或C富集区互补从而影响PCR的特异性。

3.引物自身:引物自身不应有反向重复序列或者大于3bp 的自身互补序列,否则引物自身会折叠形成发夹结构,将影响引物与待增DNA中的靶序列的杂交结合。

4.引物之间:引物之间不应存在互补序列,尤其应避免3’端的互补重叠以免形成引物二聚体。

由于PCR反应体系中含有高浓度的引物,即使引物之间存在极为微弱的互补作用也会使引物相互杂交,最终得到引物二聚体的扩增产物。

若引物二聚体在PCR反应的早期形成,它们将通过竞争DNA聚合酶、引物及四种单核苷酸从而抑制待增DNA的扩增。

通过精心设计引物、应用热启动PCR(hot start PCR)或者降落PCR(touch down PCR)及特制的DNA聚合酶,可以减少引物二聚体的生成。

5.3’末端:引物的3’端(羟基端)是引发延伸的起点,因此一定要与模板准确配对,应尽量避免在引物3’端的第一位碱基是A。

引物3’端最佳碱基的选择是G和C,因为他们形成的碱基配对比较稳定。

6.溶解温度:3’端引物和5’端引物应有相似的T m值(不同序列的DNA,Tm值不同。

DNA中G-C含量越高,Tm值越高,成正比关系。

),其差别不应大于5℃。

扩增产物与引物的T m值的差别应小于10℃,以确保PCR循环中的扩增产物有效的变性。

8. 引物的特异性:引物与非特异扩增序列的同源性不要超过70%或有连续8个碱基同源。

9.引物的简并性:引物的3’端应为保守的氨基酸序列,即采用简并密码较少的氨基酸如Met、Trp,且要避免三联体密码第三个碱基的摆动位置位于引物的3’端。

标准的PCR反应体系

标准的PCR反应体系

标准的PCR反应体系PCR反应体系与反应条件标准的PCR反应体系:10X扩增缓冲液10ul4种dNTP混合物各200umolL引物各10〜100mol模板DNA01 〜2ugTqDNA聚合酶25ug2+15mmolL加双或三蒸水至100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTR模板和g2+引物:引物是PCR寺异性反应的关键,PCR产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。

理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。

设计引物应遵循以下原则:①引物长度:15-30b ,常用为20b 左右。

②引物扩增跨度:以200-500b为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。

ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3'端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

⑤引物3' 端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCF失败。

⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。

⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。

引物量:每条引物的浓度01〜lumol或10〜100mol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。

酶及其浓度目前有两种TqDNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。

催化一典型的PCR反应约需酶量2。

5U(指总反应体积为100ul 时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。

(最新整理)PCR反应体系

(最新整理)PCR反应体系
➢ 探针的特异性及退火温度对反应体系影响很大。
模板
➢ 单、双链DNA均可。 ➢ 不能混有蛋白酶、核酸酶、DNA聚合酶抑制剂、
DNA结合蛋白类。 ➢ DNA模板使用量一般为20-200ng。 ➢ 模板浓度过高会导致反应的非特异性增加。 ➢ RNA模板注意保证其防止RNA降解。
其他成分
➢ RNasin(RNase Inhibitor)的作用:RNA酶 抑制剂,抑制RNA酶的活性。
➢ UNG酶的作用原理是选择性水解断裂含有dU 的双链或单链DNA中的尿嘧啶糖苷键,形成 的有缺失碱基的DNA链,在碱性介质以及高 温下会进一步水解断裂,从而被消除。UNG 酶的最佳活性温度为50℃,95℃灭活。
其他成分
➢ 反转录酶(Reversetranscripatase)是以RNA为模板指 导三磷酸脱氧核苷酸合成互补DNA(cDNA)的酶。
PCR反应体系
PCR 原理
PCR(Polymerase Chain Reaction)是指在DNA聚合酶催化下, 以母链DNA为模板,以特定引物为延伸起点,通过变性、退火、延伸等 步骤,体外复制出与母链模板DNA互补的子链DNA的过程。
01 PCR buffer
PCR
02 Taq酶
反 应
03 dNTPs
非特异性 产物减少 扩增
导致错配 产物减少
Mg2+可与负离子结合,所以反应体系中dNTP、EDTA等的 浓度影响反应中游离的Mg2+浓度。
引物及探针
➢ 引物是人工合成的一段寡核苷酸序列。一般为20 个碱基。
➢ 引物的序列与模板结合的特异性是决定PCR反应 结果的关键。
➢ 探针是人工合成的在两端分别标记荧光基团的一 段寡核苷酸序列。

PCR反应体系和反应条件

PCR反应体系和反应条件

PCR反应体系和反应条件引言聚合酶链反应(PCR,Polymerase Chain Reaction)是一种重要的分子生物学技术,在分子诊断、基因工程、遗传学研究等领域得到广泛应用。

PCR反应通过不断复制模板DNA序列,从而扩增目标DNA片段,实现了在较短时间内获取大量目标DNA的目的。

为了保证PCR反应的高效进行,合理设计PCR反应体系和精确控制反应条件非常重要。

PCR反应体系PCR反应体系主要包括模板DNA、引物、酶、核苷酸、缓冲液和水等成分。

1.模板DNA:PCR反应中的模板DNA可来源于基因组DNA、cDNA、重组DNA等。

模板DNA的质量和纯度对PCR反应的效果有重要影响,应注意避免可能的污染和降解。

2.引物:引物是一对具有互补性的短寡核苷酸序列,用于特异性识别并引导DNA合成酶在目标序列上进行DNA合成。

引物的选择应基于目标序列的特异性,合理设计引物的长度和碱基组成。

3.酶:PCR反应中常用的酶是热稳定DNA聚合酶,如Taq DNA聚合酶。

热稳定酶能够耐受高温,并且在PCR反应温度条件下能够保持其适应性。

除了Taq DNA聚合酶外,还有其他一些改良型或高效型的DNA聚合酶可根据需要选择使用。

4.核苷酸:PCR反应需要提供四种核苷酸(dNTPs),即脱氧鸟苷酸、脱氧胞苷酸、脱氧胸腺嘧啶酸和脱氧胸腺鸟苷酸。

核苷酸浓度的选择应适当,过高或过低的核苷酸浓度都可能影响PCR反应的效果。

5.缓冲液:PCR反应中的缓冲液主要是为了提供适宜的酶活性和维持反应体系的酸碱平衡。

缓冲液应根据酶的工作要求选择合适的pH值,常用的缓冲液有Tris-HCl 缓冲液、HEPES缓冲液等。

6.水:水是PCR反应的稀释剂,帮助平衡体系中的各种溶液浓度,同时提供所需的反应体积。

PCR反应条件PCR反应的条件主要包括温度和周期数。

1.温度:PCR反应通常包括三个温度阶段,即变性(解旋)、退火和延伸。

变性阶段的温度一般设定在94-98°C,以使目标DNA的双链结构解开。

pcr实验个人小结

pcr实验个人小结

pcr实验个人小结PCR(聚合酶链反应)是一种生物化学实验技术,广泛应用于分子生物学的研究领域。

我在实验室参与了一次PCR实验,以下是我对这次实验的个人小结。

PCR实验是一项重要的技术,可以快速复制DNA片段。

在实验中,我们首先准备了PCR反应体系的各种试剂和仪器,包括核酸模板、引物、聚合酶、缓冲液等。

接着,我们将反应体系放入PCR仪中,根据实验设计进行温度循环。

实验中的第一步是变性。

我们将PCR反应体系加热至94°C,使DNA双链分离为单链。

这是为了让引物能够与模板DNA上的特定序列结合。

接下来是退火步骤,我们将温度降至50-65°C,使引物与模板DNA结合,并复制其相邻的DNA片段。

最后是延伸步骤,将温度升高至72°C,聚合酶开始合成新的DNA链,使PCR片段得以扩增。

在PCR实验中,准备PCR反应体系是一个关键的步骤。

我们需要根据实验设计计算每种试剂的浓度和总体积。

此外,实验中严格遵循无菌操作,避免外源DNA的污染。

在我参与的实验中,我们采用了双重管套装实验技术,确保反应体系的无菌。

进行PCR实验时,我们需要优化反应条件,包括反应温度和时间。

这是因为不同的引物对应不同的温度和时间要求。

我们需要对不同的引物进行温度梯度实验,找到最适合的反应条件。

此外,PCR反应体系通常需要进行多次循环,以确保片段的充分扩增。

在实验过程中,我们还需要进行PCR产物的分析与纯化。

常用的方法包括琼脂糖凝胶电泳和PCR产物回收试剂盒。

我们可以通过琼脂糖凝胶电泳观察PCR产物的大小和纯度,并根据需要进行切割和回收。

PCR产物的质量控制非常重要,以确保后续的实验结果准确可靠。

总的来说,参与PCR实验是一次很有意义的经历。

通过这次实验,我学到了PCR技术的原理和操作步骤。

我也意识到了实验中细致的操作和严格的质控对于结果的重要性。

PCR技术在现代生物学研究中起着重要的作用,我相信这次实验对我的学习和职业发展将有着积极的影响。

pcr反应体系主要包括哪些方面

pcr反应体系主要包括哪些方面

PCR反应体系主要包括哪些方面PCR(聚合酶链式反应)是一种广泛应用于生物学和医学研究的重要技术,在DNA 复制、基因表达、疾病诊断和基因工程等领域具有重要地位。

PCR反应体系是进行PCR 实验的基础,它主要由以下几个方面组成:1. DNA模板PCR反应以DNA为模板进行复制,因此需要提供含有所需DNA序列的DNA模板。

DNA模板可以是从体细胞、细菌、真菌等生物中抽提得到的全基因组DNA,也可以是已知基因序列的片段。

2. 引物引物是PCR反应中起到引导扩增的作用的两个短链DNA序列。

引物的设计需要根据所需扩增序列的起始位置和终止位置来确定。

引物通常由专门设计软件进行设计,确保其在PCR反应中具有高度特异性,并且能够提供足够的扩增效率。

3. 核苷酸PCR反应中的核苷酸是构成扩增产物的基本单元。

核苷酸包括脱氧核苷三磷酸(dNTPs),即脱氧腺苷酸(dATP)、脱氧胸苷酸(dCTP)、脱氧鸟苷酸(dGTP)和脱氧胞嘧啶酸(dTTP)。

这些核苷酸在PCR反应中通过DNA聚合酶的催化作用与DNA模板进行配对,最终形成双链扩增产物。

4. 缓冲液和离子PCR反应需要适宜的环境来提供反应的条件和稳定性。

缓冲液中通常含有盐、缓冲剂和其他添加剂,以维持PCR反应的pH值和离子平衡,从而保持DNA聚合酶的活性。

5. DNA聚合酶PCR反应的核心是DNA聚合酶,它能够识别引物和DNA模板,并在合适的条件下催化DNA合成。

常用的DNA聚合酶有Taq DNA聚合酶和Pfu DNA聚合酶等。

这些酶具有高度稳定性和耐受性,并且能够在较高温度下工作,适合PCR反应的温度条件。

6. PCR反应缩微管或孔板PCR反应通常在缩微管或孔板中进行。

缩微管是一种小型试管,用于承载PCR反应混合溶液,并进行热循环反应。

孔板则是多孔板,可以同时进行多个PCR反应,提高实验效率。

7. 热循环仪PCR反应需要在一系列温度变化的条件下进行,以实现DNA的变性、引物的结合和DNA聚合的循环。

PCR反应体系与反应条件

PCR反应体系与反应条件

标准的PCR反应体系:10×扩增缓冲液 10ul4种dNTP混合物各200umol/L引物各10~100pmol模板DNA 0.1~2ugTaq DNA聚合酶 2.5uMg2+ 1.5mmol/L加双或三蒸水至 100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。

理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。

设计引物应遵循以下原则:①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。

②引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。

ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

⑤引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。

⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。

⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。

引物量:每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。

酶及其浓度目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。

催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。

PCR反应体系怎么设置

PCR反应体系怎么设置

PCR反应体系怎么设置简介PCR(聚合酶链式反应)是一种快速、高效、特异性很强的体外DNA复制技术,广泛应用于分子生物学和遗传学领域。

而PCR反应体系的正确设置对于保证PCR反应的准确与稳定至关重要。

PCR反应体系的组成PCR反应体系通常由以下几个关键组分组成:1. 模板DNA模板DNA是PCR反应中需要复制的DNA分子,可以是基因组DNA或已知序列的DNA片段。

模板DNA的浓度对PCR反应的成功与否有很大影响,一般浓度应在10ng/μL到100 ng/μL之间。

2. 引物引物是一对短的DNA寡核苷酸序列,分别位于待扩增片段的前后。

它们通过与模板DNA序列特异性结合,指导DNA聚合酶的扩增方向。

引物应具有高特异性、高纯度,并且浓度应在0.1 μM到1 μM之间。

3. dNTPsdNTPs是PCR反应中的四种脱氧核苷酸,包括dATP、dCTP、dGTP和dTTP。

它们是构建新DNA链所需的单体单位。

dNTPs浓度通常在0.2 mM到0.4 mM之间。

4. DNA聚合酶DNA聚合酶是PCR反应中的关键酶,负责在反应过程中合成新的DNA链。

常用的DNA聚合酶有Taq DNA聚合酶、Pfu DNA聚合酶等。

聚合酶的选择应根据反应需要和要扩增的DNA片段的特性而定。

5. 缓冲液缓冲液提供了适宜的pH条件和离子环境,维持PCR反应的稳定性。

通常使用的缓冲液包含Tris-HCl和KCl,并添加MgCl2以提供适宜的反应离子浓度。

PCR反应体系的设置步骤1.准备PCR反应组分的工作液。

根据所需PCR反应的体积,计算并配制相应浓度的引物、dNTPs、缓冲液和DNA聚合酶。

2.合并PCR反应组分。

按照以下顺序将工作液逐一加入PCR试管中:•缓冲液:将合适量的缓冲液加入PCR试管中,确保最终反应体系中缓冲液的最终浓度正确。

•dNTPs:加入适量的dNTPs,确保最终反应体系中每种脱氧核苷酸的浓度正确。

•模板DNA:加入适量的模板DNA,确保最终反应体系中模板DNA的浓度正确。

PCR反应条件体系总结

PCR反应条件体系总结

PCR反应条件体系总结PCR技术概论聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。

它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉眼能直接观察和判断;可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴定。

过去几天几星期才能做到的事情,用PCR几小时便可完成。

PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。

PCR技术简史PCR的最早设想核酸研究已有100多年的历史,本世纪60年代末、70年代初人们致力于研究基因的体外分离技术,Korana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想:“经过DNA变性,与合适的引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。

PCR的实现1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mulli s等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应。

其原理类似于DNA的体内复制,只是在试管中给DNA的体外合成提供以致一种合适的条件---摸板DNA,寡核苷酸引物,DNA聚合酶,合适的缓冲体系,DNA变性、复性及延伸的温度与时间。

PCR的改进与完善Mullis最初使用的DNA聚合酶是大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段,其缺点是:①Klenow酶不耐高温,9 0℃会变性失活,每次循环都要重新加。

②引物链延伸反应在37℃下进行,容易发生模板和引物之间的碱基错配,其PCR产物特异性较差,合成的DNA片段不均一。

此种以Klenow酶催化的PCR技术虽较传统的基因扩增具备许多突出的优点,但由于Klenow酶不耐热,在DN A模板进行热变性时,会导致此酶钝化,每加入一次酶只能完成一个扩增反应周期,给PCR技术操作程序添了不少困难。

这使得PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视。

PCR反应体系要具有哪些条件和要求呢

PCR反应体系要具有哪些条件和要求呢

PCR反应体系要具有哪些条件和要求呢PCR(聚合酶链式反应)是一种常用的分子生物学技术,广泛应用于基因组学、遗传学、表观遗传学等领域。

为了使PCR反应能够高效、准确地进行,我们需要满足一定的条件和要求。

1. 反应物PCR反应体系的主要反应物包括DNA模板、引物、dNTPs(脱氧核苷三磷酸盐)、聚合酶和缓冲液。

•DNA模板:PCR反应的目的是扩增目标DNA序列,因此需要有足够的DNA模板。

•引物:引物是PCR反应中的两个小分子DNA片段,它们与目标DNA序列的两端相互互补。

引物的设计需要考虑一些因素,如长度、碱基组成和熔解温度等。

•dNTPs:dNTPs是PCR反应的四种脱氧核苷三磷酸盐,分别是dATP、dCTP、dGTP 和dTTP。

它们作为PCR反应的原料,提供新合成链的碱基。

•聚合酶:PCR反应需要一种高温稳定的聚合酶,如Taq聚合酶。

Taq聚合酶能够耐受PCR反应高温步骤中的变性条件。

•缓冲液:缓冲液用于维持PCR反应的pH值和离子平衡,以优化反应效果。

2. 反应条件PCR反应需要在特定的条件下进行,以确保扩增过程的成功。

•温度控制:PCR反应需要在不同的温度下进行变性、退火和延伸步骤。

变性步骤通常在95℃进行,以使DNA双链解开成两个单链。

退火步骤的温度取决于引物的熔解温度。

延伸步骤的温度通常在60-75℃之间,以便聚合酶能够在新合成链上添加dNTPs。

•时间控制:PCR反应需要在不同的时间段内进行变性、退火和延伸步骤。

变性步骤通常持续15-30秒,使DNA链解开。

退火步骤通常持续30-60秒,使引物与目标DNA序列结合。

延伸步骤的时间随DNA模板的长度而变化,通常以每kb 1分钟的速度进行延伸。

•循环次数:PCR反应通常需要进行多个循环,以扩增目标DNA序列。

循环次数的选择要根据模板的初始浓度和所需扩增的复杂度来确定。

•杂交特异性:PCR反应的引物设计应该特异性地与目标DNA序列结合,以确保所扩增的是目标序列而不是其他的DNA。

pcr反应体系组成

pcr反应体系组成

pcr反应体系组成
聚合酶链反应(PCR)是一种高效的DNA扩增技术,它可以在几小时内将少量DNA扩增
到可以检测的水平。

PCR反应体系由多种成分组成,包括DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTPs、Mg2+和反应缓冲液。

DNA模板是PCR反应的核心,它是要扩增的DNA片段。

它可以是一段DNA片段,也可
以是一个基因。

引物是一种特殊的DNA分子,它可以与DNA模板特异性结合,并且可以
被DNA聚合酶所识别。

DNA聚合酶是一种酶,它可以将DNA模板和引物结合,并将其
扩增。

dNTPs是一种核苷酸,它可以与DNA聚合酶一起将DNA模板和引物结合,从而实现DNA扩增。

Mg2+是一种金属离子,它可以促进DNA聚合酶的活性,从而提高PCR反
应的效率。

反应缓冲液是一种溶液,它可以维持PCR反应的稳定性,并保持反应的最佳
条件。

PCR反应体系是一种复杂的体系,它由多种成分组成,包括DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTPs、Mg2+和反应缓冲液。

它们之间的相互作用可以实现DNA的高效扩增,为后
续的基因分析提供了重要的基础。

PCR反应体系组成部分

PCR反应体系组成部分

PCR反应体系组成部分PCR(聚合酶链反应)是一种在分子生物学领域广泛应用的技术,用于扩增DNA片段。

PCR反应主要包括DNA模板、引物、酶、缓冲液和dNTPs等组成部分。

DNA模板PCR反应的第一个关键组成部分是DNA模板。

DNA模板是待扩增的目标DNA片段,可以是来自细胞、组织或者其他来源的DNA。

在PCR反应中,DNA模板起到承载扩增过程中信息的作用。

引物引物是PCR反应中另一个重要的组成部分。

引物是两个短链的DNA片段,通过与DNA模板互补配对,引导PCR反应的扩增方向。

通常,PCR反应需要一个前向引物和一个反向引物,两者分别位于待扩增序列的起止点上。

酶PCR反应中的酶是聚合酶,主要用于合成新的DNA链。

最常用的聚合酶是来自热喜爱菌属的热稳定DNA聚合酶——Taq聚合酶。

由于PCR反应需要在高温下进行,Taq聚合酶的热稳定性使其能够在高温环境中保持活性,决定了PCR反应可以在高温条件下进行。

缓冲液PCR反应中的缓冲液提供了适宜的pH和离子浓度,以维持PCR反应体系的稳定性。

缓冲液通常包含Tris-HCl缓冲液、MgCl2和KCl等成分。

Tris-HCl缓冲液用于维持合适的pH值,MgCl2提供反应所需的镁离子,而KCl则帮助维持DNA的结构稳定。

dNTPsdNTPs是PCR反应中的四种脱氧核苷酸,包括脱氧腺苷酸(dATP)、脱氧胞苷酸(dCTP)、脱氧鸟嘌呤酸(dGTP)和脱氧胸腺嘧啶酸(dTTP)。

它们是构建新DNA链所需的原料,通过与引物和DNA模板互补配对以合成新的DNA链。

其他添加剂在PCR反应中,可以添加一些其他的成分来提高PCR反应的特异性、扩增效率和酶的稳定性。

例如,可以添加Bovine Serum Albumin(BSA)来增加PCR反应的特异性和效率,添加Dimethyl Sulfoxide(DMSO)来改善PCR反应的特异性和产率。

此外,还可以根据需要添加一些特殊目的的添加剂,如链断裂剂、增强剂等。

PCR循环反应体系包括哪些

PCR循环反应体系包括哪些

PCR循环反应体系包括哪些PCR(聚合酶链反应)是分子生物学中常用的一个技术,用于扩增DNA片段。

它在遗传学研究、基因工程、医学诊断等领域具有广泛应用。

PCR循环反应体系是进行PCR 实验所必需的组分及其比例的组合。

下面将介绍PCR循环反应体系包括的几个主要组分。

样品DNA样品DNA是PCR反应的起始物质,可以是从细胞提取的基因组DNA,也可以是经过特定方法提取纯化的目标DNA片段。

样品DNA需要在PCR反应体系中作为DNA模板,通过扩增形成大量的目标DNA。

引物引物是PCR反应中的两个小DNA片段,它们与目标DNA的两个末端序列互补。

引物在PCR反应中起到识别目标DNA序列和合成新DNA链的作用。

引物的设计要求具有一定长度(一般为18-30碱基对),并且要具有高度特异性和互补性,以确保选择性扩增目标DNA。

dNTPsdNTPs(脱氧核苷酸三磷酸盐)是PCR反应体系中的四种单个脱氧核苷酸单元,包括脱氧腺嘌呤酸(dATP)、脱氧鸟嘌呤酸(dGTP)、脱氧胞嘧啶酸(dCTP)和脱氧胸苷酸(dTTP)。

它们是PCR反应中新合成DNA链的构建材料。

缓冲液缓冲液用于维持PCR反应体系的pH值稳定,提供适宜的离子强度和酶催化环境。

一般情况下,PCR反应缓冲液含有Tris-HCl缓冲剂、MgCl2和pH值调节剂。

酶PCR反应中最关键的酶是热稳定的DNA聚合酶。

常用的DNA聚合酶是来自热泛菌属的Taq聚合酶,它能够耐高温反应条件下的变性和重聚,并且具有高度的聚合酶活性。

模板DNA浓度和引物浓度PCR循环反应体系中的模板DNA浓度和引物浓度是PCR反应的关键参数之一。

合适的模板DNA浓度可以增加PCR反应的特异性和效率,而适当的引物浓度可以保证引物与模板DNA发生特异性的杂交,从而实现目标DNA的扩增。

综上所述,PCR循环反应体系包括样品DNA、引物、dNTPs、缓冲液和酶等关键组分。

合理的设计和配置PCR反应体系是保证PCR反应成功扩增目标DNA的基础。

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PCR反应体系与反应条件--------------------------------------------------------------------------------标准的PCR反应体系:10×扩增缓冲液10ul4种dNTP混合物各200umol/L引物各10~100pmol模板DNA 0.1~2ugTaq DNA聚合酶 2.5uMg2+ 1.5mmol/L加双或三蒸水至100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+ 引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。

理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。

设计引物应遵循以下原则:①引物长度:15-30bp,常用为20bp左右。

②引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。

ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3'端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

⑤引物3'端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。

⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。

⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。

引物量:每条引物的浓度0.1~1u mol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。

酶及其浓度目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。

催化一典型的PCR反应约需酶量2。

5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。

dNTP的质量与浓度dNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系,dNTP粉呈颗粒状,如保存不当易变性失去生物学活性。

dNTP溶液呈酸性,使用时应配成高浓度后,以1M NaOH或1M Tris。

HCL的缓冲液将其PH调节到7.0~7.5,小量分装,-20℃冰冻保存。

多次冻融会使dNTP降解。

在PCR反应中,dNTP应为50~200umol/L,尤其是注意4种dNTP的浓度要相等( 等摩尔配制),如其中任何一种浓度不同于其它几种时(偏高或偏低),就会引起错配。

浓度过低又会降低PCR产物的产量。

dNTP能与Mg2+结合,使游离的Mg2+浓度降低。

模板(靶基因)核酸模板核酸的量与纯化程度,是PCR成败与否的关键环节之一,传统的DNA纯化方法通常采用SDS和蛋白酶K来消化处理标本。

SDS的主要功能是:溶解细胞膜上的脂类与蛋白质,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜,并解离细胞中的核蛋白,SDS 还能与蛋白质结合而沉淀;蛋白酶K能水解消化蛋白质,特别是与DNA结合的组蛋白,再用有机溶剂酚与氯仿抽提掉蛋白质和其它细胞组份,用乙醇或异丙醇沉淀核酸。

提取的核酸即可作为模板用于PCR反应。

一般临床检测标本,可采用快速简便的方法溶解细胞,裂解病原体,消化除去染色体的蛋白质使靶基因游离,直接用于PCR扩增。

RNA模板提取一般采用异硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。

Mg2+浓度Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度为200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。

Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增,浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物减少。

PCR反应条件的选择PCR反应条件为温度、时间和循环次数。

温度与时间的设置:基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。

在标准反应中采用三温度点法,双链DNA在90~95℃变性,再迅速冷却至40 ~60℃,引物退火并结合到靶序列上,然后快速升温至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物链沿模板延伸。

对于较短靶基因(长度为100~300bp时)可采用二温度点法,除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一,一般采用94℃变性,65℃左右退火与延伸(此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性)。

①变性温度与时间:变性温度低,解链不完全是导致PCR失败的最主要原因。

一般情况下,93℃~9 4℃lmin足以使模板DNA变性,若低于93℃则需延长时间,但温度不能过高,因为高温环境对酶的活性有影响。

此步若不能使靶基因模板或PCR产物完全变性,就会导致PCR失败。

②退火(复性)温度与时间:退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。

变性后温度快速冷却至40℃~60℃,可使引物和模板发生结合。

由于模板DNA 比引物复杂得多,引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。

退火温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度,还有靶基序列的长度。

对于20个核苷酸,G+C含量约50%的引物,55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。

引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度:Tm值(解链温度)=4(G+C)+2(A+T)复性温度=Tm值-(5~10℃)在Tm值允许范围内,选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合,提高PCR反应的特异性。

复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间完全结合。

③延伸温度与时间:Taq DNA聚合酶的生物学活性:70~80℃150核苷酸/S/酶分子70℃60核苷酸/S/酶分子55℃24核苷酸/S/酶分子高于90℃时,DNA合成几乎不能进行。

PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。

PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1 min是足够的。

3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。

延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。

对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。

循环次数循环次数决定PCR扩增程度。

PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。

一般的循环次数选在30~40次之间,循环次数越多,非特异性产物的量亦随之增多。

PCR技术概论聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。

它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉眼能直接观察和判断;可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴定。

过去几天几星期才能做到的事情,用PC R几小时便可完成。

PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。

PCR技术简史PCR的最早设想核酸研究已有100多年的历史,本世纪60年代末、70年代初人们致力于研究基因的体外分离技术,Korana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想:“经过DNA变性,与合适的引物杂交,用DN A聚合酶延伸引物,并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。

PCR的实现1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mullis等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应。

其原理类似于DNA的体内复制,只是在试管中给DNA的体外合成提供以致一种合适的条件---摸板DNA,寡核苷酸引物,DNA聚合酶,合适的缓冲体系,DNA变性、复性及延伸的温度与时间。

PCR的改进与完善Mullis最初使用的DNA聚合酶是大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段,其缺点是:①Klenow酶不耐高温,90℃会变性失活,每次循环都要重新加。

②引物链延伸反应在37℃下进行,容易发生模板和引物之间的碱基错配,其PCR产物特异性较差,合成的DNA片段不均一。

此种以Klenow酶催化的PCR技术虽较传统的基因扩增具备许多突出的优点,但由于Klenow酶不耐热,在DNA模板进行热变性时,会导致此酶钝化,每加入一次酶只能完成一个扩增反应周期,给PCR技术操作程序添了不少困难。

这使得PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视。

1988年初,Keohanog改用T4 DNA聚合酶进行PCR,其扩增的DNA片段很均一,真实性也较高,只有所期望的一种DNA片段。

但每循环一次,仍需加入新酶。

1988年Saiki 等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌(thermus aquaticus) 中提取到一种耐热DNA聚合酶。

此酶具有以下特点:①耐高温,在70℃下反应2h后其残留活性大于原来的90%,在93℃下反应2h后其残留活性是原来的60%,在95℃下反应2h后其残留活性是原来的40%。

②在热变性时不会被钝化,不必在每次扩增反应后再加新酶。

③大大提高了扩增片段特异性和扩增效率,增加了扩增长度(2. 0Kb)。

由于提高了扩增的特异性和效率,因而其灵敏性也大大提高。

为与大肠杆菌多聚酶I Klenow片段区别,将此酶命名为Taq DNA多聚酶(Taq DNA Polymerase)。

此酶的发现使PCR广泛的被应用。

PCR技术基本原理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93℃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,为下轮反应作准备;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TaqDNA聚合酶的作用下,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。

到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。

PCR的反应动力学PCR的三个反应步骤反复进行,使DNA扩增量呈指数上升。

反应最终的DNA 扩增量可用Y=(1+X)n计算。

Y代表DNA片段扩增后的拷贝数,X表示平(Y)均每次的扩增效率,n代表循环次数。

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