全基因组扩增技术
全基因组扩增
全基因组扩增——微量DNA分析的金钥匙来源：青年人() 更新时间：2010/3/8 19:51:27 【字体：小大】聚合酶链反应(PCR)技术的发展和应用使得微量甚至单个细胞DNA的分析成为可能，极大地促进了法医学、古生物学、分子诊断学和分子病理学的发展。
但即便是对于非常敏感的PCR技术，许多材料所能提供的DNA量也只能用于一次或几次PC R反应。
为能从少量细胞中最大限度的获取信息，全基因组扩增技术应运而生。
一、全基因组扩增的概念全基因组扩增（whole genome amplification, WGA）是一组对全部基因组序列进行非选择性扩增的技术，其目的是在没有序列倾向性的前提下大幅度增加DNA的总量。
常用的方法有IRS-PCR（interspersed repeat sequence PCR）［1］、LA-PCR（linker ada ptor PCR）［2］、T-PCR（Tagged-PCR）［3］、DOP-PCR（degenerate oligonucleotide pr imed PCR）［4］、PEP-PCR（primer extension preamplification PCR）［5］等。
其中最具代表性方法是DOP-PCR和PEP-PCR。
DOP-PCR和PEP-PCR的基本原理都是通过其随机引物与基因组DNA多处退火从而使大部分基因组序列得到扩增。
DOP-PCR的引物是由其3′和5′端的特异核苷酸序列和中间的6个核苷酸构成的随机引物组成。
其PCR程序是先在低退火温度下进行几个循环的低严谨扩增，然后再提高退火温度，进行几十个循环的严谨扩增。
由于DOP-PCR的引物3′端设计的是在基因组中高频出现的序列，因此，在首轮的低严谨扩增条件下能与基因组多处退火，从而将基因组普遍扩增。
然后下一轮的严谨扩增中又将低严谨扩增的产物再次放大［4］。
与DOP-PCR不同的是，PEP-PCR的引物是由15个随机核苷酸组成的完全随机引物。
基因扩增技术及其应用
基因扩增技术及其应用近年来，生物技术在多个领域都发挥着重要的作用。
其中，基因扩增技术是生物技术领域中不可或缺的一项技术。
基因扩增技术的出现，极大地促进了基因工程的发展，并在医学、农业、环境保护等多个领域获得了广泛的应用。
本文将详细介绍基因扩增技术的原理、方法和应用。
一、基因扩增技术的原理基因扩增技术是一种通过体外扩增和复制DNA分子的方法。
在分子生物学领域中，基因扩增技术常用于从DNA混合物中放大特定片段。
它的原理基于PCR （聚合酶链式反应）的思想。
PCR技术的基本原理是将一段DNA序列进行多次循环反复复制，从而扩增出大量的DNA分子。
PCR反应中需要用到引物，即特定的DNA序列，用于寻找并固定扩增目标DNA。
引物的设计需要根据待扩增的DNA序列进行精确设计，以确保能够准确识别待扩增的DNA序列。
PCR反应需要同时进行三个步骤：变性、结合和扩增。
变性是通过高温使DNA的双链结构变为单链结构，结合是引物结合目标DNA序列，扩增是在特定条件下，通过Taq聚合酶的催化作用，使DNA序列复制扩增。
二、基因扩增技术的方法基因扩增技术的方法包括常规PCR、逆转录PCR、实时荧光PCR、数字PCR 等多种技术。
其中最常用的是常规PCR技术，该技术可用于扩增任何长度的DNA 序列，从几百个碱基对到整个基因组。
逆转录PCR技术常用于RNA的定量和表达谱研究。
它可以先将RNA逆转录成cDNA（互补DNA），再进行PCR反应。
实时荧光PCR技术可以实现对PCR 反应的实时监测和定量，具有非常高的灵敏度和准确性，因此被广泛应用于生物分子的检测和定量。
数字PCR技术则能够对核酸分子的数量进行高精度的计数，用于检测罕见的分子和稀有基因等。
三、基因扩增技术的应用基因扩增技术的应用范围十分广泛，下面将从医学、农业和环境保护三个方面来介绍其应用。
在医学领域，基因扩增技术的最大应用就是对遗传性疾病的检测和诊断。
例如，通过PCR技术检测人类乳腺癌基因（BRCA1和BRCA2），可以确定是否具有患乳腺癌的高风险。
单细胞全基因组扩增技术
单细胞全基因组扩增技术全基因组扩增技术（whole genome amplification，WGA）是一种对全部基因组序列进行非选择性扩增的技术，其目的是在没有序列倾向性的前提下大幅度增加DNA 的总量。
WGA主要有以下几种类型：1、DOP-PCR简并寡核苷酸引物PCR（degenerate oligonucleotide primed PCR，DOP-PCR）是一种基于PCR技术的全基因扩增方法。
主要原理使用部分简并寡核苷酸引物进行PCR反应（引物中间含6个随机碱基），首先使用较低的温度（～25℃）进行退火，随后再缓慢升温至引物延伸温度进行引物延伸，完成最初几个循环后，再使用较高的退火温度（～55℃）进行多循环常规PCR 反应，从而实现对全基因组的扩增。
优点：•操作简单。
•产物产量较高。
缺点：•起始模板量低时，扩增偏差大。
•引物与模板间的不确定性以及引物间的相互作用均可能导致较低的全扩增灵敏度及较高的错误率。
•聚合酶及引物浓度需要进行优化。
2、LM-PCR连接反应介导的PCR（ligation mediated PRC，LM-PRCR）指的是有接头连接过程参与的PCR反应。
主要步骤1.模板DNA的片段化处理：物理剪切或限制性内切酶处理使DNA裂解成小片段。
2.模板片段与接头连接：根据酶切片段类型设计可与之连接的接头，在DNA连接酶的作用下，与模板片段两端连接，接头中含有一段外源通用引物序列，用作下一步PCR反应中的引物。
3.全扩增PCR反应：连接成功的模板片段经引物延伸后两端形成了通用引物结合位点，因此可以外源引入的通用引物进行PCR反应，包括接头在内的模板片段可同时得到扩增。
优点•灵敏度高。
•使用通用引物扩增均匀。
•产物产量高。
•对模板DNA质和量要求低。
缺点•操作繁琐。
•多步操作易丢失模板DNA。
3、PEPPEP扩增前引物延伸反应（primer extension pre-ampification，PEP）是基于PCR 技术发展而来的全基因扩增方法。
wga染色方法
WGA染色方法一、WGA染色方法概述WGA（Whole Genome Amplification，全基因组扩增）是一种在基因组水平上扩增DNA的方法，常用于微量样本或限量样本的基因分析。
WGA染色方法是一种利用分子探针和荧光信号来标记特定DNA序列的技术，常用于染色体分析和基因定位。
本文将详细介绍WGA染色方法的原理、步骤以及应用领域。
二、WGA染色方法步骤WGA染色方法包括以下几个步骤：1. 样本准备首先，需要从样本中提取DNA，并进行纯化和浓缩处理，以获取高质量的DNA模板。
2. 全基因组扩增接下来，使用WGA技术对提取的DNA进行全基因组扩增，以增加DNA的数量。
常用的WGA技术包括MDA（Multiple Displacement Amplification，多点位扩增）和MALBAC（Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles，多位点退火环化扩增循环）等。
3. DNA标记在全基因组扩增的DNA样本中，选择目标DNA序列，并使用荧光标记的分子探针对目标序列进行特异性探测，以实现DNA标记。
常用的分子探针包括FISH探针（Fluorescence In Situ Hybridization，原位荧光杂交探针）和PCR引物（Polymerase Chain Reaction，聚合酶链反应引物）等。
4. 荧光信号检测使用荧光显微镜或流式细胞术等方法对标记的DNA样本进行荧光信号的检测。
荧光信号可根据不同标记探针的颜色和强度，反映出DNA序列的分布和定位信息。
三、WGA染色方法原理WGA染色方法主要基于DNA的互补配对原理和荧光信号检测技术。
具体原理如下：1. DNA互补配对WGA染色方法利用分子探针与目标DNA序列发生互补配对，该分子探针通常是单链DNA或RNA分子，其序列与目标DNA特定区域互补。
当分子探针与目标DNA序列发生互补配对后，可以进一步标记和检测。
全基因扩增的引物设计步骤
全基因扩增的引物设计步骤引言全基因扩增（Whole Genome Amplification，WGA）是一种将整个基因组进行扩增的技术，可以从极少量的DNA样本中获得足够的DNA量进行后续实验。
在全基因扩增过程中，引物设计是至关重要的一步，它直接影响扩增效率和特异性。
本文将详细介绍全基因扩增的引物设计步骤。
引物设计步骤1. 确定扩增目标在进行全基因扩增之前，首先需要确定扩增的目标。
可以是整个基因组的扩增，也可以是特定区域的扩增。
根据扩增目标的不同，可以选择不同的引物设计策略。
2. 引物长度选择引物的长度对扩增效率和特异性有重要影响。
通常，引物的长度在18-30个碱基对之间。
较短的引物可以提高扩增效率，但可能会导致非特异性扩增产物的产生；较长的引物可以提高特异性，但可能会降低扩增效率。
3. 引物序列选择引物序列的选择是引物设计中最关键的一步。
以下是引物序列选择的几个要点： - 引物应具有足够的特异性，避免非特异性扩增产物的产生。
可以通过比对基因组数据库或使用引物设计软件来评估引物的特异性。
- 引物的GC含量应适中，一般在40-60%之间。
过高或过低的GC含量可能会影响扩增效率。
- 引物的3’端应尽量避免出现重复序列或富含AT或GC碱基对的序列，以减少扩增的非特异性。
- 引物的3’端还可以加入一些特定的序列，如限制性酶切位点、引物标签等，以方便后续实验操作。
4. 引物的互补性检查在引物设计完成后，需要进行引物的互补性检查。
引物之间的互补性可能会导致二聚体的形成，影响扩增效率和特异性。
可以使用引物设计软件或进行体外实验来检查引物之间的互补性。
5. 引物的合成合成引物时，可以选择商业合成或自行合成。
在合成引物时，需要注意以下几个问题： - 引物的纯度要求较高，以避免污染对扩增结果的影响。
- 引物的浓度要适中，一般在10-100 μM之间。
引物设计实例以下是一个全基因扩增引物设计的实例：1.扩增目标：整个基因组的扩增。
dna扩增技术总结2
dna扩增技术总结1500字DNA扩增技术（DNA amplification technology）是一种用于在实验室中制造大量DNA 分子的方法。
它是基因工程和分子生物学研究中的一项重要技术，广泛应用于基因测序、基因克隆、分子诊断等领域。
本文将从反应原理、主要类型及应用等方面对DNA 扩增技术进行总结。
反应原理DNA扩增技术的核心原理是PCR（polymerase chain reaction）反应。
PCR反应是通过体外合成的DNA多聚酶和特定的引物，经过多轮的加热退火、扩增和延伸，使DNA 分子的数量呈指数级增加。
PCR反应的三个主要步骤包括：变性（denaturation）、引物结合和延伸（extension）。
在变性步骤中，反应体系中的DNA双链被高温加热分解成两个单链。
然后，在引物结合步骤中，反应温度降低使两个特定引物能够与目标DNA序列的两个互补单链末端结合。
最后，在延伸步骤中，DNA多聚酶沿引物和DNA模板进行复制，合成新的DNA双链。
主要类型PCR反应可以根据引物的设计、扩增的目的和反应体系的不同分为多种类型。
1. 标准PCR标准PCR是最常见的DNA扩增技术，可以扩增数百至数千个目标DNA序列。
它需要两个引物，这两个引物的长度决定了扩增的目标序列的大小。
标准PCR适用于基因克隆、基因检测、病原体诊断等。
2. 实时定量PCR实时定量PCR是一种利用荧光信号实时检测PCR反应进程的技术。
根据靶分子的相对丰度，可以定量地测量目标序列的起始数量。
它在基因表达分析、药物研发、生物学调控研究等领域具有重要应用。
3. 数字PCR数字PCR通过将目标DNA分子分割成许多单独区域，然后通过PCR反应进行扩增，最后根据阳性和阴性的PCR反应结果计算出样品中目标序列的浓度。
数字PCR在稀有序列检测、病毒定量、基因突变分析等方面具有较高的敏感性和准确性。
应用DNA扩增技术广泛应用于基因工程和分子生物学研究领域。
《基因扩增技术》课件
3 延伸
利用聚合酶的 DNA 合成酶活性，将引物与模 板相应区域之间的DNA片段的互补串联，形 成新的DNA链。
4 循环
重复以上三步，扩增目标DNA片段。每个PCR 循环会增加DNA片段数量。
PCR在科研和临床中的应用
科研
PCR用于基础研究，例如探索基因组、生命过程等 领域。PCR引物可以针对某个文献研究感兴趣的基 因，或者设定基因表达或甲基化状态的研究目的。
基因扩增技术
基因扩增技术经常被用于生物学和医学领域，它是一种非常常用的技术，可 以扩大一段DNA序列的数量。
技术简介
定义
基因扩增技术是一种人工合 成DNA的方法，它能够扩增 DNA的长度，增加在试验室 中研究DNA的机会。
历史
这项技术最初由Kary B. Mullis 发明，采用PCR技术进行扩 增，使其成为生物技术的一 项重要手段。
引物的注意事项
1. 引物对反应成功的影响至关重要。2. 引物应在使用前检测。3. 应避免扩增单 个片段（如个体特异区域）的引物，而 应使用多个片段的引物。
PCR反应的步骤
1 加热
将反应体系加热到94-95°C十几秒钟，使DNA 片段两端的链分离形成两条模板链。
2 退火
通过扩增引物待露出，在低温下退火，使引 物与模板DNA结合。
装置
PCR仪是用于把温度升高和降低进行扩增的装置。
引物的设计与合成
1
引物制造程序
2
1. 用化学方法在DNA碱基上合成引物。2.
通过特殊的技术将引物从现有DNA中复制
出来。3. 将引物与PCR反应的其他组分一
起混合使用。
3
引物设计基本原则
1. 在目标序列区域选择一个具有多态性 的位点。2. 碱基组成的比例要接近50％。 3. 引物长度：18-24 nt。（nt是核苷酸的 缩写）
全基因扩增的引物设计步骤
全基因扩增的引物设计步骤全基因扩增是一种常用的基因组测序方法，它可以同时扩增整个基因组或某些特定区域的DNA序列。
在进行全基因扩增前，需要设计适合的引物。
下面将详细介绍全基因扩增的引物设计步骤。
一、确定目标基因组或区域首先需要确定要扩增的目标基因组或区域。
这可以通过文献资料、数据库查询、实验经验等方式获得。
在确定目标基因组或区域时，需要考虑以下几个方面：1. 目标基因组或区域的大小：全基因扩增需要设计一对引物，其长度通常为20-30个碱基对，能够覆盖目标序列的全部或大部分区域。
2. 目标序列的GC含量：GC含量高于50%或低于30%时，引物设计会更具挑战性。
3. 目标序列中是否存在重复序列：重复序列会使得引物无法特异性地结合到目标DNA上，从而导致非特异性扩增。
二、获取参考序列获取参考序列是进行引物设计的关键步骤之一。
常用的参考序列包括已知基因组测序数据、转录本数据和EST（表达顺反转录本）序列。
在获取参考序列时，需要注意以下几个方面：1. 确定参考序列的来源：不同来源的参考序列可能存在差异，需要根据实际情况选择合适的来源。
2. 确定参考序列的版本：同一基因组或转录本可能存在多个版本，需要选择最新、最全面、最准确的版本作为参考序列。
3. 确定参考序列的长度：通常选择包含目标区域或基因组全部或大部分区域的参考序列。
三、引物设计引物设计是全基因扩增中最重要和最复杂的步骤之一。
引物设计需要满足以下几个要求：1. 引物长度：引物长度通常为20-30个碱基对，太短会导致特异性不足，太长则会影响扩增效率。
2. 引物特异性：引物应该特异性地结合到目标DNA上，避免非特异性扩增。
可以通过BLAST等软件进行引物特异性检测。
3. 引物Tm值：引物Tm值应该在50-65℃之间，过高或过低都会影响扩增效率。
4. 引物末端结构：引物末端应该避免出现稳定的二聚体结构或自身互补结构，以免影响扩增效率。
5. 引物位置：引物应该位于目标序列的两端，避免扩增出不必要的片段。
基因组DNA提取与PCR扩增技术
基因组DNA提取与PCR扩增技术一、基因组DNA提取实验目的基因组DNA的制备是基因分析的前提。
本实验要求掌握基因组DNA提取的基本方法。
实验原理DNA在生物体内是与蛋白质形成复合物的形式存在的。
核酸与蛋白质之间的结合力包括离子键、氢键、范德华力等，破坏或降低这些结合力就可把核酸与蛋白分开。
DNA、RNA所含有的嘌呤环和嘧啶环的共轭双键具有吸收紫外光的性质，吸收高峰在260nm处，所以，可用紫外分光光度法测定DNA的浓度。
基因组DNA提取试剂盒：在高盐的状态下，DNA纯化树脂专一性地吸附DNA；而在低盐或水溶液状态下，DNA被洗脱下来。
器材与试剂台式高速离心机、天平、水浴恒温箱、移液枪、塑料离心管等试剂盒（纯化树脂、GN结合液、漂洗液、无水乙醇、离心纯化柱）、TE缓冲液操作1、将全血轻轻混匀，转移0.5ml全血到1ml纯化树脂中，颠倒混匀5-6次，室温，3min。
其间要颠倒混匀1次，5000r/min离心×3sec；2、取沉淀，加1mlGN结合液悬浮沉淀，颠倒混匀，5000r/min离心×3sec；3、取沉淀，加0.5ml漂洗液纯化树脂2次，颠倒混匀，5000r/min离心×3ecs；4、取沉淀，加0.8ml无水乙醇悬浮沉淀，颠倒混匀；装入离心纯化柱，12000r/min离心×1min，弃乙醇液；5、空柱再12000r/min离心×1min，进一步弃乙醇液；6、取离心好的纯化柱套入一干净的1.5ml离心管中，加入100ul TE缓冲液于纯化树脂上（不能粘在管壁上），室温下放置3min，12000r/min离心×2min。
注意事项一般情况下，纯净的DNA OD260/OD280比值约为1.8，RNA为2.0。
若样品中含蛋白质，则比值下降，必要时需重新抽提。
若DNA的比值<1.75，则加入SDS至0.5%；从核酸中去除蛋白质时，常用到酚：氯仿等体积混合液。
MDA 多重置换扩增技术
• 截至2007年，第二代基因测序方法已经普遍推广应用，极 大地降低了测序的成本和时间，实现了高通量测序。 • 2008年又提出了更快更好的第三代测序方法---单分子测序 （SMS）
基因测序技术
• 基因测序需要一定量的DNA模板，所以测序前需对微生 物进行分离和培养，但是环境中大多数的微生物是不可 培养或对培养条件要求很高的，这无疑给测序增添了难
MDA的应用
• SNPs和STRs基因型检测 • 基因拷贝数改变的检测 • DNA测序
总的来说，MDA 由于其基因型的可靠性、高敏感性、高基因组覆盖
率以及较低的扩增偏向性等优点，使得该方法成为目前最有优势的 WGA方法。MDA 已经广泛的应用于包括定量PCR、SNP基因型分
析、Southern印迹分析、染色体图谱中。
MDA 反应的产量 受起始DNA浓度的 影响较小，Dean等 通过对不同量的模 板DNA进行MDA 反应，发现终产量 较一致。这对于大 范围的遗传学应 用十分有利，因为 不需要测量或平衡 DNA浓度而直接进 行扩增，而能产生 同样量的DNA。
初始模板量分别为：0.1ng,1ng,10ng,100ng，产量均为40μg左右。
电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已
经被用在微流控芯片中,对样品进行快速、准确和高通量分析。
微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复 合体系的微全分析系统。微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反 应的结构,如毛细管电泳、聚合酶链反应、酶反应和DNA 杂交反应的微型反应 器等。
方法可以高效地分离到单细胞，如跟FISH结合从环境样本中筛
选出特异的种类用于MDA扩增单细胞DNA实验。
细胞分选
全基因组扩增技术
全基因组扩增技术 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020全基因组扩增(whole?gemomeamplification，WGA)是一组对全部基因组序列进行非选择性扩增的技术，其目的是在没有序列倾向性的前提下大幅度增加DNA的总量。
其基本原理为：采用的多重置换扩增（MDA）技术，能对基因组DNA进行稳定的扩增。
利用随机六碱基引物在多个位点与模板DNA退火，接下来在高扩增效率和保真性的Phi29?DNA聚合酶在DNA的多个位点同时起始复制，它沿着DNA模板合成DNA,同时取代模板的互补链。
被置换的互补链又成为新的模板来进行扩增，因此最终我们可以获得大量高分子量的DNA。
全基因扩增中使用独特的Phi29DNA聚合酶，该酶对于模板有很强的模板结合能力，能连续扩增100Kb的DNA模板而不从模板上解离。
同时这种酶具有3’—5’外切酶活性，可以保证扩增的高保真性。
目前市场上普遍采用Qiagen公司的Repli-gMiniKit系列全基因组试剂盒。
本试剂盒的开发对国内用于全基因扩增领域有着广泛的应用前景。
可以从少量样本中稳定扩增全基因组DNA。
该试剂盒的开发过程包括分离和扩增DNA的试剂，适用的样本广泛，包括已纯化的基因组DNA、全血、组织培养细胞、显微切割得到的细胞、速冻的组织切片、血浆血清中的细胞、口腔细胞、血斑。
具有以下特点：1.产物应用途径广阔PCR（包括多重PCR、长片段PCR以及定量PCR）、克隆、文库构建、单倍型确定、测序、基因芯片、遗传分析（片段差异、微卫星差异、单碱基差异、SNP、STR等）。
2、高产量10ng基因组DNA经扩增后可产生〉15ug（20ul反应体系）的DNA反应产物，扩增倍数可达上万倍。
3、扩增产物长度以及覆盖率有保证这是我们公司全基因组扩增技术（多重置换扩增技术），这不是一个PCR过程。
目前这个技术比较流行，之前的技术已经有些过时。
基因扩增技术-课件
人工合成的寡核苷酸-引物
PCR扩增产物的特异性和扩增片段的大 小是由引物限定的，因此，引物的设 计对PCR的成功与否有决定性的意义。
引物设计原则：软件+经验
引物长度以15-30个碱基为宜； 引物碱基尽可能随机分布，G+C含量宜在45~55%
PCR的定义
Polymerase chain reaction又称无细胞分 子克隆系统或特异性DNA序列体外引物 定 向 酶 促 扩 增 法 ， 在 模 板 DNA ， 引 物 （模板两端的已知序列）和四种脱氧核 苷酸存在的情况下，DNA聚合酶依赖的 酶促合成反应。
1993年获诺贝尔化学奖
PCR 技 术 是 由 Cetus 公 司 和 加 利 福 利 亚 大 学1985年联合创造的，主要贡献者为Kary B mulis和HeneryA、Erlich。可将极微量 的靶DNA特异地扩增上百万倍，能检测 每10万个细胞中仅含一个靶DNA分子的 样品。因而发明人Kary B、mulis获1993 年诺贝尔化学奖。
三磷酸脱氧核苷（dNTPs）
四 种 三 磷 酸 脱 氧 核 苷 （ dATP 、 dCTP 、 dGTP 、 dTTP）是DNA合成的基本原料，工作浓度应为 20~200mmol/L。所用的四种dNTP的浓度应相 等，以使错误掺入率降至最低。dNTPs浓度过低 则反应速度下降，dNTPs浓度过高则扩增特异性 降低，而且当dNTP浓度高于50mM时也会抑制 Taq DNA聚合酶的活性。
合适的缓冲体系
目 前 最 常 见 的 缓 冲 体 系 为 10~50mmol/L TrisHCl(pH 8.3-8.8, 20℃)。Tris是一种双极性离子缓 冲液，其主要作用是维持碱性的Taq酶作用环境。 在缓冲液中加入明胶或无核酸酶的BSA，对酶有 一 定 的 保 护 作 用 ， Tween-20(0.05%-0.1%) 及 5mmol/L的二硫苏糖醇（DTT）也有类似作用。尤 其在扩增长片段（延伸时间长）时，加入这些酶 保护剂对PCR反应是有利的。
基因扩增简介
目的基因扩增SOP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。
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。
由1983年美国Mullis首先提出设想，1985年由其发明了聚合酶链反应，即简易DNA扩增法，意味着PCR技术的真正诞生。
到如今2013年，PCR已发展到第三代技术。
1976年，台湾科学家钱嘉韵，发现了稳定的Taq DNA聚合酶，为PCR技术发展也做出了基础性贡献。
PCR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。
一、PCR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72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补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。
基因扩增技术和DNA测序技术的比较
基因扩增技术和DNA测序技术的比较基因扩增和DNA测序是当前分子生物学领域中两个最基本的技术。
二者可以协同工作，施展出千变万化的应用，也可以单独使用，各自展现出强大的实验功能。
本文将分别介绍二者的原理、优缺点和应用领域，比较它们的相似性和差异性，力求为读者呈现全面、深入的认识。
一、基因扩增技术基因扩增技术又称Polymerase Chain Reaction（PCR）技术，是一种体外扩增DNA片段的方法。
PCR以DNA聚合酶为核心，利用特定的引物（primer）指向模板DNA要扩增的区域，通过多个周期的体外扩增，可以从极少量的起始样本快速地扩增出足够数量的DNA片段。
PCR技术在分子生物学、医学、农业、工业等领域都有着广泛的应用，是一项重要而基础的技术。
基因扩增技术的优点：1. 可快速扩增出大量DNA片段，方便后续实验的开展。
2. 廉价、简便，不需要特殊的实验工具和设备。
3. 具有较高的灵敏度和特异性，能够检测微量的DNA，具有广泛的应用前景。
基因扩增技术的缺点：1. 误差的积累：PCR过程中容易引入错误，常见的PCR误差包括引物的选择、反应条件的控制等，这些误差在重复性实验中会被积累。
2. 模板污染：在PCR过程中，如果PCR反应体系受到污染，如细菌、真菌、病毒等，将会导致PCR扩增产生假阳性结果。
3. 特异性：PCR反应需要引物引向特定的DNA区域才能扩增，如果选择区域不当，将无法进行PCR扩增。
二、DNA测序技术DNA测序技术是指以DNA为研究对象，通过对DNA序列的拆解、测序和分析，对DNA进行定量、定性和结构分析的一系列实验手段。
DNA测序技术可以对基因组、转录组、表观基因组等领域进行研究，是分子生物学、基因工程、生物信息学中重要的技术。
DNA测序技术的优点：1. 定量和定性：DNA测序技术不仅可以测序DNA序列，还可以对DNA的产量和质量进行准确的定量和定性分析。
2. 高分辨率：DNA测序技术可以用于分析复杂混合物、低浓度样品等，高分辨率和高灵敏度优势显著。
全基因组扩增技术在植入前遗传学诊断中的应用
ｍｕ ｉｌ ｄｓｌｃｍ ｎ ａ ｌｉａ ｏ （ Ａ ｏｉ ｔｅｍ ｌ ｍ ｌｉａｏ ｅ ｅ ｐｄｒｐｄｙａ ｄ ｈ ｐ ｌａｉ ｌｐｅ ｉ ａｅ ｅ ｔｍｐｉｃｔ ｎ ＭＤ ）ｆｓ ｈ ｒ ａ ａ ｐｉｃｔｎｄ ｖｌ ｅ ｉ ，ｎ ｅａｐｉ ｔｎｏ ｔ ｐ ｆ ｉ ｏ ｆ ｉ ｏ ａ ｌ ｔ ｃ ｏ ｆ ＭＤ ｒｉ ｐａｔｔ ｎｇｎ ｔ ｉ ｎ ｓ （Ｇ ） ａ ｒｗ ｏｅａ ｄｍ ｒ ｔ ｎｉｎ Ｔ ｉａｔ ｌ ｒｖ ｗ ｅ Ａ ｉ ｐｅｍ ｌｎａ ｏ ｅｅｉ ｄａ ｏｉ Ｐ Ｄ ｈｓ ａ ｎｍ ｒ ｎ ｏｅａｔ ｔ ． ｈｓ ｒｃｅ ｅ ｉ ｓｔ ｎ ｉ ｃ ｇ ｓ ｄ ｅ ｏ ｉ ｅ ｈ
・
综 述 ・
全基 因组扩增技术在植入前遗传 学诊 断中的应用
周 怡 雯综述
【 摘
赵 晓明 审校
要 】 全基 因组扩增技术是一种 对微量 Ｄ Ａ进行均衡扩增 的方法 ． 于各类遗传检测 ． 于 Ｎ 用 对
获取细胞数 目及 Ｄ Ａ量非常有限 的植入前 遗传 学诊 断是 十分可贵 的。该项技术主要包括经热循环扩增 Ｎ 和恒温扩增两类方法 ， 其中恒温扩增的多重置换扩增法为近几年发展起来 的技 术 ， 目前 多重 置换 扩增 法
ｄｉｇ ｓｓ ａ ｎｏ ｉ
（ ｎ ｐｒｄＨｅ ｌ ／ ａ Ｐａ ２ ０ ２ １ ０ １ ３） Ｊｌｔ Ｒｅ ｏ ａｔ Ｆ ｍ ｌｎ， ０ ９， ８： １ ． １ ｈ
全 基 因组 扩 增
（ ｈ ｌ ｅ ｏ ｅａ ｐｉｃｔ ｎ ｗ ｏ ｇｎｍ ｍ ｌ ａｏ ， ｅ ｉ ｆ ｉ
显 得 无力 。一 方 面 单 细胞 Ｄ Ａ检测 的材 料来 源极 Ｎ 其 有 限 ；另 一方 面该 检测 对 时 间 的要 求 非 常高 ， 若
分子医学中基因组扩增技术的应用研究
分子医学中基因组扩增技术的应用研究随着分子生物学和基因组学的快速发展，基因测序的重要性也越来越受到人们的关注。
在对基因组进行测序时，人们发现有些区域的DNA序列重复出现，而且这些重复序列往往与某些遗传性疾病的发生有密切关系。
因此，研究这些重复序列的特点和功能，对于预防和治疗遗传性疾病具有重要的意义。
分子医学中，基因组扩增技术是一种应用广泛的技术之一。
它可以扩增目标DNA序列，生成大量的DNA片段进行研究。
本文将从以下几个方面介绍基因组扩增技术在分子医学中的应用研究。
一、PCR技术的发展PCR技术是一种重要的基因组扩增技术。
PCR技术的原理是利用DNA聚合酶的扩增作用，将目标区域的DNA序列扩增成为大量的DNA片段。
PCR技术的出现，极大地促进了基因组研究的进展，并在分子诊断和分子治疗中得到广泛应用。
但是，PCR技术也存在一些局限性，如扩增长度的限制、特异性的选择以及样本的质量控制等问题。
因此，人们不断对PCR技术进行改进和优化。
二、全基因组扩增技术的发展随着分子生物学技术的不断发展，人们对基因组测序的需求也越来越高。
传统的PCR技术只能对特定区域进行扩增，无法对整个基因组进行扩增。
为了解决这一问题，人们发展出了全基因组扩增技术。
全基因组扩增技术可以对整个基因组进行扩增，并进行高通量测序，从而获取更全面的基因组信息。
全基因组扩增技术的发展，使得基因组研究的深度和广度大大提高，为预防和治疗遗传性疾病提供了更加可靠的数据基础。
三、基因组编辑技术的应用基因组编辑技术是指通过人为干预基因组序列，改变细胞或生物的遗传信息。
目前，基因组编辑技术在生命科学领域被广泛应用，它能够实现基于目标序列进行精准编辑，从而解决很多遗传性疾病的问题。
如CRISPR/Cas9基因组编辑技术，可以通过CRISPR-Cas9系统导入外源DNA，在基因组上实现精准的编辑。
该技术具有高效性、精准性以及可操作性等优点，已成为新一代基因组编辑技术的代表。
WGA（全基因组扩增）技术
WGA（全基因组扩增）技术作为⼀种增加有限DNA量的⽅法，全基因组扩增技术于1992年出现，该⽅法特别适于法医学鉴定和遗传疾病的研究，以及如⼆代测序技术和CGH阵列（⽐较基因组杂交）等新技术应⽤，后者的主要难题就在于DNA样本数量有限，但分析需求量⼜很可观。
⽬前业界已经开发出多种WGA技术，它们之间的实验⽅案和复制准确度有所不同。
业界已经开发出多种WGA技术；不过这些技术在其扩增准确性和易⽤性等⽅⾯有所区别。
多重置换扩增（MDA）的WGA技术，能够提供⽆偏差的准确全基因组扩增基于PCR的WGA技术：基于PCR的WGA技术主要有两种：简并寡核苷酸PCR (DOP-PCR)技术(1)和扩增前引物延伸(PEP)技术(2)。
这两种技术之间的主要区别在于PEP技术使⽤随机引物和低PCR退⽕温度，⽽DOP-PCR技术则使⽤半简并寡核苷酸（例如CGACTCGAGNNNNNNATGTGG）和更⾼的退⽕温度。
两种⽅法中都使⽤了Taq DNA聚合酶，使得扩增长度限制在3 kb（平均⽚段长度为400–500 kb）以内，并且会在扩增序列中引⼊⼀些错误。
不仅如此，有研究发现这些技术的基因组覆盖度不够完整，并会在扩增中产⽣偏向性——由于引物优先结合某些特定区域，造成DNA扩增产物中的⼀些序列相对增多。
多重置换扩增的WGA技术多重置换扩增(MDA)的恒温基因组扩增技术，该技术包含了随机六聚体与变性DNA的结合过程，以及使⽤聚合酶在恒定温度下进⾏的链置换合成过程。
每个置换链上添加引物后，形成分枝状的DNA结构⽹络。
聚合酶不会从基因组DNA模板上⾯解离下来，这使得⽣成的⽆偏差DNA⽚段可延伸⾄100 kb。
该酶还具有3’端→5’端的外切酶校正活性，相⽐基于Taq DNA聚合酶的⽅法，能够提供⾼达1000倍的保真度（参见上述基于PCR的WGA技术）。
聚合酶由独特的优化缓冲液进⾏⽀撑，能够⽅便的克服如发卡环⼀类的⼆级结构困难，在扩增过程中避免滑脱、定制和聚合酶解离等现象的发⽣。
基因扩增技术在生物学中的应用
基因扩增技术在生物学中的应用人类基因组计划的完成为生物学领域带来了重大的进展。
但是，了解所有的基因并不足以解决所有问题。
事实上，科学家甚至并不了解所有现存的生物体的整个基因组。
此外，基因组的序列信息对于很多遗传疾病仍然是不足的，而这些疾病比我们想象的要复杂得多。
要解决这些问题，需要更敏感和效率更高的技术。
基因扩增技术是一种能够应对这些问题的技术。
基因扩增技术是一种能够放大DNA序列的技术，这项技术使科学家能够获得足够的DNA以进行各种分析。
主要有两种技术：聚合酶链反应（PCR）和反转录聚合酶链反应（RT-PCR）。
这两种技术都基于非常相似的原理，即通过复制DNA 来大幅增加其数量，但是它们的应用领域略有差异。
使用PCR技术进行扩增的DNA可以使用来自任何生物体的DNA分子，无论大小或类型。
因此PCR技术可用于任何生物学研究领域。
而RT-PCR技术则主要用于研究RNA，例如基因表达研究。
在诸如肿瘤医学的临床研究中，RT-PCR已被证明非常有用。
基因扩增技术不仅可以进行普通DNA和RNA的增殖，还可以进行选择性基因扩增和全局基因表达分析。
这项技术在许多生物学领域得到了广泛应用。
在微生物学中，PCR检测技术被用于检测并确认可能引起细菌感染的微生物。
对于多细胞生物，PCR技术可以用于基于DNA的诊断。
最近，PCR技术甚至被用于检测人类疾病。
PCR技术还可以用于对植物基因组中特定基因的扩增。
由于植物基因组相比动物基因组大小较大，这些神经体利用PCR技术可以高效地分析大量的基因，从而确定基因与植物发育和适应性的关系。
这项技术最近在水稻研究领域中获得了突破。
在生物多样性研究中，PCR技术可用于界定和切割基因组。
这项工作可以使生物学家将各种动植物基因组分离，从而进一步了解不同基因组之间的相关性和差异性。
这项技术在动物分子进化学中也大有作为。
PCR技术和RT-PCR技术在生物学中的应用非常广泛，这项技术掀起了生物技术和生物化学的新浪潮。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全基因组扩增(whole gemome amplification，WGA)是一组对全部基因组序列进行非选择性扩增
的技术，其目的是在没有序列倾向性的前提下大幅度增加DNA的总量。
其基本原理为：采用
的多重置换扩增（MDA）技术，能对基因组DNA进行稳定的扩增。
利用随机六碱基引物在多
个位点与模板DNA退火，接下来在高扩增效率和保真性的Phi29 DNA聚合酶在DNA的多个位
点同时起始复制，它沿着DNA模板合成DNA,同时取代模板的互补链。
被置换的互补链又成为
新的模板来进行扩增，因此最终我们可以获得大量高分子量的DNA。
全基因扩增中使用独特的Phi 29 DNA聚合酶，该酶对于模板有很强的模板结合能力，能连续扩增100Kb的DNA模板而不从模板上解离。
同时这种酶具有3’—5’外切酶活性，可以保证扩增的高保真性。
目前市场上普遍采用Qiagen公司的Repli-g Mini Kit 系列全基因组试剂盒。
本试剂盒的开发对国内用于全基因扩增领域有着广泛的应用前景。
可以从少量样本中稳定扩增全基因组DNA。
该试剂盒的开发过程包括分离和扩增DNA的试剂，适用的样本广泛，包括已纯化的基因组DNA、全血、组织培养细胞、显微切割得到的细胞、速冻的组织切片、血浆血清中的细胞、口腔细胞、血斑。
具有以下特点：
1.产物应用途径广阔
PCR（包括多重PCR、长片段PCR以及定量PCR）、克隆、文库构建、单倍型确定、测序、基
因芯片、遗传分析（片段差异、微卫星差异、单碱基差异、SNP、STR等）。
2、高产量
10ng基因组DNA经扩增后可产生〉15ug（20ul反应体系）的DNA反应产物，扩增倍数可达上
万倍。
3、扩增产物长度以及覆盖率有保证
这是我们公司全基因组扩增技术（多重置换扩增技术），这不是一个PCR过程。
目前这个
技术比较流行，之前的技术已经有些过时。
我们试剂盒里的BUFFER已经包含了引物，客
户无需另外购买。
4.实验原理图：
5. REPLI-g UltraFast Mini Kit。