一、pcr是什么
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種用于放大擴(kuò)增特定的dna(或rna)片段的分子生物學(xué)技術(shù),它可看作是生物體外的特殊dna復(fù)制,pcr的最大特點(diǎn),是能將微量的dna大幅增加。因此,無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸,還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發(fā)、皮膚或血液,只要能分離出一丁點(diǎn)的dna,就能用pcr加以放大,進(jìn)行比對(duì)。這也是“微量證據(jù)”的威力之所在。
pcr(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))是利用dna在體外攝氏95°高溫時(shí)變性會(huì)變成單鏈,低溫(經(jīng)常是60°c左右)時(shí)引物與單鏈按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則結(jié)合,再調(diào)溫度至dna聚合酶最適反應(yīng)溫度(72°c左右),dna聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補(bǔ)鏈。基于聚合酶制造的pcr儀實(shí)際就是一個(gè)溫控設(shè)備,能在變性溫度,復(fù)性溫度,延伸溫度之間很好地進(jìn)行控制。
二、pcr原理
基本反應(yīng)原理
從專業(yè)的角度來說,pcr 由變性--退火--延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成:
1模板 dna 的變性:模板 dna 經(jīng)加熱至 94℃ 左右一定時(shí)間后,使模板 dna 雙鏈或經(jīng) pcr 擴(kuò)增形成的雙鏈 dna 解離,使之成為單鏈,以便它與引物結(jié)合,為下輪反應(yīng)做準(zhǔn)備;
2模板 dna 與引物的退火 (復(fù)性):模板 dna 經(jīng)加熱變性成單鏈后,溫度降至 55℃ 左右,引物與模板 dna 單鏈的互補(bǔ)序列配對(duì)結(jié)合;
3引物的延伸:dna 模板--引物結(jié)合物在 taq 酶的作用下,以 dntp 為反應(yīng)原料,靶序列為模板,按堿基配對(duì)與半保留復(fù)制原理,合成一條新的與模板 dna 鏈互補(bǔ)的半保留復(fù)制鏈。
重復(fù)循環(huán)變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復(fù)制鏈」,而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。每完成一個(gè)循環(huán)需 2~4 分鐘, 2~3 小時(shí)就能將待擴(kuò)目的基因擴(kuò)增放大幾百萬倍。
三、pcr的基本反應(yīng)步驟
1.引物的設(shè)計(jì):
引物需要自己查找文獻(xiàn)或者自己設(shè)計(jì),然后交給合適的生物公司來幫我們合成,合成引物,每管裝1od。拿到引物后需要加水溶解,但是因?yàn)橐锸强床灰姷?,所以為了防止溶解過程中引物的丟失,拿到引物后最好先高速離心(10000rpm, 4°c離心2min)再進(jìn)行加水溶解(ddh2o)。水的體積按引物濃度稀釋100倍,溶解好的引物用小管分裝,每管裝50μl即可,分裝后放-20°c保存。
2.制作模板:
模板的制作可以直接借助試劑盒,一般情況下trizol的試劑可以需要,直接按照試劑盒提示來做就可以了。
3.建立體系、上機(jī):
pcr需要用到的dna聚合酶、buffer、dntps。而經(jīng)常用的dna聚合酶有taq酶,買的同時(shí)會(huì)附送10×buffer(主要成分是kcl、tris-hcl和mgcl2,有些還有(nh4)2so4)。做pcr之前要提醒大家一點(diǎn),不是所有的pcr都用同樣的反應(yīng)體系的,也就是說pcr體系里用到的試劑除了10×taq buffer以外,其它其實(shí)都是需要摸條件的,但是按大多數(shù)情況來說,需要調(diào)整的并不多,可能需要調(diào)整的主要試劑是mgcl2(其實(shí)是要調(diào)整mg2+的濃度);可能需要控制的條件主要是退火溫度。
4.跑膠驗(yàn)證:
在電泳之前,需要進(jìn)行凝膠的配制,凝膠液配制的過程并不復(fù)雜,先用天平稱取適量的瓊脂糖粉末,加入到一定體積的1×tae(tris、乙酸、edta)緩沖液中,微波爐加熱至沸騰,拿出來搖勻,幫助粉末溶解,反復(fù)沸騰多次直到粉末溶解。待溶液不燙手,將核酸染料加入溶液中搖勻,接著將溶液趁熱倒到做膠的凝膠板上,插上梳子(用來預(yù)留加樣孔),等半小時(shí)左右膠凝固拔下梳子,連膠帶板一起放到電泳槽中,加電泳液至淹沒整塊凝膠(電泳槽中的電泳液也用1×tae緩沖液)。然后將loading buffer與樣品混合,加入到凝膠小空(“梳子”形成的洞)中,dna maker作為對(duì)照,同樣加入到篩孔中,然后插上電源開始跑膠就可以了,凝膠上有顏色的有兩條帶,等到前面的藍(lán)色帶跑到整塊膠的2/3處停止電泳(斷電),然后把膠拿出來,放到紫外光下觀察條帶。