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文档简介
1、PCR技术的过程和意义一、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是一种体外DNA 扩增技术,是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下,依赖于DNA聚合酶的酶促合反应,将待扩增的DNA片段与其两侧互补的寡核苷酸链引物经“高温变性低温退火引物延伸”三步反应的多次循环,使DNA片段在数量上呈指数增加,从而在短时间内获得我们所需的大量的特定基因片段。在环境检测中,靶核酸序列往往存在于个复杂的混合物如细胞提取液中,且含量很低,对于探测这种复杂群体中的特异微生物或某个基因,杂交就显得不敏感。使用PCR技术可将靶序列放大几个数量级,再用
2、探针杂交探测对被扩增序列作定性或定量研究分析微生物群体结构。二、PCR技术的步骤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
3、-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 24分钟,23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。 三、PCR技术的意义1、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
4、大大增加,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。2、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(g=-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。3、简便、快速PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶,一次性地将反应液加好后,即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应,一般在24 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、对标本
5、的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、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等DNA扩增检测。四、PCR技术主要应用的领域1、核酸的基础研究:基因组克隆2、不对称PCR制备单链DNA用于DNA测序3、反向PCR测定未知DNA区域4、反转录PCR(RT-PCR)用于检测细胞中基因表达水平、RNA病毒量以及直接克隆特定基因的cDNA5、荧光定量PCR用于对PCR产物实时监控6、cDNA末端快速扩增技术7、检测基因的表达8、医学应用:检测细菌、病毒类疾病;诊断遗传疾病;诊断肿瘤;应用于法医物证学。五、关于RT-PCR4月17日,在北京
6、检验检疫局承担的国家质检总局科技计划项目“禽流感病毒H7N9亚型双重荧光RT-PCR定型技术研究”鉴定会上,专家组一致认为:该项目创新性地实现了对禽流感病毒H7N9亚型的一步快速定型,可在一次检测中确认样品中是否存在H7N9亚型禽流感病毒或其他H7亚型和N9亚型的禽流感病毒;在通用性、特异性、灵敏性上,技术优势突出。专家组同意项目成果通过鉴定,并建议在进一步扩大和完善动物临床验证实验基础上,尽快推广应用。RT-PCR 为反转录RCR(reverse transcription PCR)和实时PCR(real time PCR)共同的缩写。逆转录PCR,或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR),是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在RT-PCR中,一条RNA链被逆转录成为互补DNA,再以此为模板通过PCR进行DNA扩增。RT-PCR技术灵敏而且用途广泛,可用于检测细胞中基因表达水平,细胞中RNA病毒的含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。作为模板的RNA可以是
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