PCR是一种在试管中制备特定DNA区域的拷贝技术,PCR依赖于热稳定DNA聚合酶Taq聚合酶,并且需要专门针对DNA区域设计的DNA引物。在PCR仪中,反应通过一系列温度变化重复循环,这允许产生许多拷贝的目标区域。PCR仪具有许多研究和实际应用,它通常用于DNA克隆,医学诊断和DNA的法医分析。
1、什么是PCR
PCR是一种常用的实验室技术,用于制作特定DNA区域的更多拷贝,这个DNA区域可以是实验者感兴趣的任何东西。例如,它可能是研究人员想要理解的基因,或者是法医科学家用来将现场DNA与相匹配的遗传标记。通常,PCR的目标是制备足够的靶DNA区域,使其可以以其他方式分析或使用。例如通过PCR扩增的DNA可以被送去测序,通过凝胶电泳可视化,或克隆到质粒中用于进一步的实验。PCR用于生物学和医学的许多领域,包括分子生物学研究,医学诊断,甚至生态学的一些分支。
2、Taq聚合酶
与生物体中的DNA复制一样,PCR需要使用现有链作为模板的DNA聚合酶,来制造新的DNA链。通常用于PCR的DNA聚合酶称为Taq聚合酶,在分离它的耐热细菌之后。DNA聚合酶非常稳定,并且活跃。这种热稳定性使Taq聚合酶成为PCR的理想选择。
3、PCR引物
与其他DNA聚合酶一样,Taq聚合酶只有在给予引物时才能产生DNA,引物是一个短序列的核苷酸,为DNA合成提供了一个起点。在PCR反应中,实验者通过选择的引物,确定将被复制或扩增的DNA区域。PCR引物是单链DNA的短片段,在每个PCR反应中使用两个引物,并且它们被设计成使位于靶区域的侧翼。也就是说,被赋予序列,使它们与模板DNA的相反链结合,就在要复制的区域的边缘,引物通过互补碱基配对与模板结合。
4、PCR的反应步骤
PCR反应的关键成分是Taq聚合酶,引物,模板DNA和核苷酸。将这些成分与酶所需的辅助因子一起装配在管中,并重复的加热和冷却循环使DNA合成。
基本步骤是变性,退火及扩展。反应时间取决于被复制的DNA区域的长度。如果反应有效,目标区域可以从一个或几个副本变为数十亿个。它不仅仅是每次都用作模板的原始DNA,而且在一轮中制造的新DNA可以作为下一轮DNA合成的模板。有拷贝的引物和Taq聚合酶分子在反应中漂浮,在每轮循环中DNA分子的数量可以大致加倍。
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