聚合酶链式反应是一种体外迅速扩增DN段的技术,它能以极少量的DNA为模版,在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解链成单链,在DNA聚合酶与启动子的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子挎贝。在实验中发现,DNA在高温时由于两条链之间的氢键被破坏也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复形成为双链。因此,通过温度变化控制DNA的变性和复性,并设计引物做启动子,加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。但是,DNA聚合酶在高温时会失活,因此,每次循环都得加入新的DNA聚合酶,不但操作烦琐,而且价格昂贵,制约了PCR技术的应用和发展。发现耐热DNA聚合同酶--Taq酶对于PCR的应用有里程碑的意义,该酶可以耐受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、同时也降低了成本,PCR技术得以大量应用,并逐步应用于临床。聚合酶链反应可用于产生突变基因,突变由科学家随意选择。厦门分子生物学数字PCR设计公司
逆转录-聚合酶链反应的原理是:提取组织或细胞中的总RNA,以其中的mRNA作为模板,采用Oligo(dT)或随机引物利用逆转录酶反转录成cDNA。再以cDNA为模板进行PCR扩增,而获得目的基因或检测基因表达。完整RNA 的提取和纯化,是进行RNA 方面的研究工作,如Nothern杂交、mRNA 分离、RT-PCR、定量PCR、cDNA合成及体外翻译等的前提。所有RNA的提取过程中都有五个关键点,即样品细胞或组织的有效破碎;有效地使白复合体变性;对内源RNA酶的有效抑制;有效地将RNA从DNA和蛋白混合物中分离;对于多糖含量高的样品还牵涉到多糖杂质的有效除去。但其中很关键的是抑制RNA酶活性。RNA 的提取目前阶段主要可采用两种途径,提取总核酸,再用氯化锂将RNA 沉淀出来;直接在酸性条件下抽提,酸性下DNA与蛋白质进入有机相而RNA 留在水相。种提取方法将导致小分子量RNA 的丢失,目前该方法的使用频率已很低。厦门分子生物学数字PCR设计公司聚合酶链反应很容易理解和使用,并迅速产生结果。
聚合酶链反应注意事项:在实验过程中要防止RNA的降解,保持RNA的完整性。在总RNA的提取过程中,注意避免mRNA的断裂;为了防止非特异性扩增,必须设阴性对照;内参的设定:主要为了用于靶RNA的定量。常用的内参有G3PD(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)、β-Actin(β-肌动蛋白)等。其目的在于避免RNA定量误差、加样误差以及各PCR反应体系中扩增效率不均一各孔间的温度差等所造成的误差;PCR不能进入平台期,出现平台效应与所扩增的目的基因的长度、序列、二级结构以及目标DNA起始的数量有关。故对于每一个目标序列出现平台效应的循环数,均应通过单独实验来确定;防止DNA的污染: 采用DNA酶处理RNA; 在可能的情况下,将PCR引物置于基因的不同外显子,以消除基因和mRNA的共线性。
聚合酶链式反应的特点:特异性强,PCR反应的特异性决定因素为:引物与模板DNA特异正确的结合;碱基配对原则;Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性;靶基因的特异性与保守性。其中引物与模板的正确结合是关键。引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。聚合酶合成反应的忠实性及TaqDNA聚合酶耐高温性,使反应中模板与引物的结合(复性)可以在较高的温度下进行,结合的特异性增加,被扩增的靶基因片段也就能保持很高的正确度。再通过选择特异性和保守性高的靶基因区,其特异性程度就更高。聚合酶链反应应经常使用带有一次性柱塞和超长移液器吸头的移液器。
聚合酶链式反应的常见问题:PCR产物的电泳检测时间一般为48h以内,有些很好于当日电泳检测,大于48h后带型不规则甚至消失。假阴性:不出现扩增条带。PCR反应的关键环节有模板核酸的制备,引物的质量与特异性,酶的质量及溴乙锭的使用, PCR循环条件。寻找原因亦应针对上述环节进行分析研究。模板:模板中含有杂蛋白质,模板中含有Taq酶抑制剂,模板中蛋白质没有消化除净,特别是染色体中的组蛋白,在提取制备模板时丢失过多,或吸入酚。模板核酸变性不彻底。在酶和引物质量好时,不出现扩增带,极有可能是标本的消化处理,模板核酸提取过程出了毛病,因而要配制有效而稳定的消化处理液,其程序亦应 固定不宜随意更改。聚合酶链式反应可看作是生物体外的特殊DNA复制。厦门分子生物学数字PCR设计公司
如果基因的基因组DNA序列是已知的,逆转录-聚合酶链反应可以用来绘制基因中外显子和内含子的位置。厦门分子生物学数字PCR设计公司
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