PCR( Polymerase Chain Reaction)-聚合酶链式反应,PCR原理DNA双链复制,DNA双链结构高温氢键断裂。目的是在生物体外大量扩增特定DNA片段的分子生物学技术,其特点是可以以微量的DNA为模板,快速扩增得到大量拷贝。其基本过程,首先将待扩增的模板DNA变性使之成为单链,DNA样品中,特异性的引物能够与其互补的序列杂交,在dNTPs和Taq酶存在时,就可以合成模板DNA的互补链,反应完成后,将反应混合物加热使DNA双链变性,温度下降后,过量的引物又可以开始第二轮的合成反应。这种延伸-变性-退火-延伸的循环可以重复多次,使所需要的DNA片段得到特异性的扩增。
PCR反应过程:
1、变性:
利用高温(93-98℃)使双链DNA解螺旋,高温使两条DNA链间的氢键断裂。在第一个循环之前,通常加热时间较长以确保模板DNA全分离,仅以单链形式存在。该步骤时间1-2分钟,接下来机器就控制温度进入循环阶段。
2、退火:
将反应温度降低至50-65℃(通常比引物 值低3-5℃)持续20-40s,从而使引物结合于单链DNA上。若退火温度过低,容易造成非特异扩增,而退火温度过高,引物可能根本不结合。
3、延伸:
此步骤的温度取决于所用的DNA聚合酶。 Taq(Thermus aquaticus)聚合酶的热稳定DNA聚合酶的最佳活性温度约为75–80°C,但通常使用的延伸温度为72°C。 在这一步骤中,DNA聚合酶通过从反应体系中添加的5'至3'方向的游离dNTP,从而合成与DNA模板链互补的新DNA链。延伸所需的精确时间取决于所用的DNA聚合酶和待扩增的DNA片段的长度。 传统的Taq 酶估计合成1000bp大概需要1分钟、较新的Tbr 酶(来自于嗜热菌Thermus brockianus)约40s、商业公司生产的融合型聚合酶仅需约10-15s。有修正功能的则会比较慢。
上述循环结束后,将进入终延伸阶段:此步骤是可选的,但要在70-74°C)(PCR中使用的大多数聚合酶最佳活性所需的温度范围)下进行5-15分钟。
4、循环:
以确保所有剩余的单链DNA的冈崎片段被补齐。
最终保持:最后一步将PCR仪反应室无限期地冷却至4–15°C,可用于PCR产物的短期保存。