重点阐述PCR技术特点
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一项利用 DNA 双链复制原理,在生物体外复制特定 DNA 片段的的核酸合成技术。可在短时间内大量扩增目的 DNA 片段,而不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。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旋成单链,在 DNA 聚合酶的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现,DNA 在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。因此,通过温度变化控制 DNA 的变性和复性,加入设计引物,DNA 聚合酶,dNTP 就可以完成特定基因的体外复制,这是 PCR 的理论基础。
一、反应体系
PCR 反应是在体外模拟 DNA 的复制过程,因此反应体系中必须具有 DNA 复制所需的基本要素:
1、模板(template),含有需要扩增的 DNA 片段。
2、引物(primer),一对引物决定了需要扩增的起始和终止位置。
3、聚合酶(polymerase ),DNA 聚合酶复制需要扩增的区域。
4、脱氧核苷三磷酸(dNTP),用于构造新的互补链。
5、缓冲液(buffer),提供适合聚合酶行使功能的化学环境。
二、技术特点
1、灵敏度高
PCR 产物的生成量是以指数方式增加的,能将皮克(pg = 10-12)量级的起始待测模板扩增到微克(μg=-6)水平。能从 100 万个细胞中检出一个靶细胞;在病毒的检测中,PCR 的灵敏度可达 3 个 RFU(空斑形成单位);在细菌学中最小检出率为 3 个细菌。
2、特异性强
PCR 反应的特异性决定因素:
引物与模板 DNA 特异正确的结合;
碱基配对原则;
Taq 聚合酶合成反应的忠实性;
靶基因的特异性与保守性。
3、简便、快速
只需要一次性将反应液加好后,就可以进行扩增。一般 2~4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析,不一定要用同位素,无放射性污染、易推广。
4、纯度要求低
不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA 粗制品及 RNA 均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗漱液、毛发、细胞、活组织等 DNA 扩增检测。