上篇 PCR的基本理论与技术
**章 常规PCR 技术的原理与方法
常规聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)是20 世纪80 年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。PCR 是在体外模仿体内的DNA 复制条件进行DNA 大量快速复制的过程,具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;可以从一根毛发、一滴血,甚至一个细胞中于数小时内将所要研究的目的基因或某一DNA 片段扩增至十万乃至百万倍,获得足量的DNA 供分析研究和检测鉴定。其基本过程是以特定的靶DNA 片段为模板,以基因片段特异性的引物为延伸起点,在耐热DNA 聚合酶催化下,通过反复的高温变性、低温退火、中温引物延伸等步骤,快速特异地体外复制出目的DNA 片段。其特点是每次新合成的DNA 片段都和其母链一样可以作为下一次热循环过程中DNA 复制的模板,因此可以实现对特定核苷酸片段的指数级扩增。
**节 PCR 技术的发展简���
一、PCR 技术的提出与发明
对遗传物质核酸的研究如今已有100 多年的历史,核酸被证实为生物的遗传物质及DNA 双螺旋结构的发现奠定了现代分子生物学的基础。随着对DNA 物理与化学性质的深入研究,人们了解了DNA 变性与复性的性质,以及DNA 在体内进行半保留复制的原理和过程(图1-1)。到了20 世纪60 年代末70 年代初,科学家们开始致力于研究体外分离遗传基因。Korana 也于1971 年*早提出核酸体外扩增的设想:“经过DNA 变性、与适当的引物杂交,再用DNA 聚合酶延伸引物获得特定DNA片段的复制;不断重复该过程便可获得大量的tRNA 基因拷贝。”
1983 年由美国加州Kary B.Mullis 博士等利用当时已经发现并分离获得的DNA 聚合酶大肠杆菌DNA 聚合酶Ⅰ的Klenow 片段,首先建立了体外DNA 扩增法。其方法为用寡核苷酸引物扩增位于两个已知序列之间的DNA 片段。首先合成了两条引物,其序列分别与待扩增的模板基因的序列互补,可以分别结合在模板DNA 对应的两条单链的目的基因的两端,并随着引物从5′→3′延伸合成新的DNA。在过量的两种引物和四种脱氧核糖核苷三磷酸dTTP、dATP、dCTP、dGTP 存在的情况下,模板DNA 通过加热而变性,然后冷却到一定