PCR原理的图解

检验之星

PCR（生物学的聚合酶链反应）

聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。由1983年美国Mullis首先提出设想，1985年由其发明了聚合酶链反应，即简易DNA扩增法，意味着PCR技术的真正诞生。到如今2013年，PCR已发展到第三代技术。1973 年，台籍科学家钱嘉韵，发现了稳定的Taq DNA聚合酶，为PCR技术发展也做出了基础性贡献。
PCR(聚合酶链式反应）是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。


1、基本要素和扩增原理
基本要素与DNA复制的基本要素是一致的。待拷贝的 DNA 称为模板，它可以是双链 DNA 也可是单链DNA，最后扩增得到的产物是双链状态的。引物是 DNA 复制的先锋，就象结晶过程中的晶核，引导 DNA 的合成。在 PCR 扩增中一般使用合成的寡核苷酸作引物。DNA 聚合酶是 DNA 复制的动力，在 dNTP 等底物存在时在引物的引导下沿着模板 DNA 合成互补的 DNA 链。
2 、PCR 扩增的步骤
首先将模板 DNA 置于 92℃ -96℃，进行变性（denaturation）处理，使 dsDNA 在高温下解链成为 ssDNA ，且热变性不改变其化学性质；然后退火（annealing） ，将温度降至 37℃ -72℃，使引物与模板的互补区相结合；最后，在 72℃ 条件下， DNA 聚合酶将 dNTP 连续加到引物的 3'-OH 端，合成 DNA ，这个步骤称为延伸（extension）。这三个热反应过程的重复称为一个循环，经过 20-40 个循环可扩增得到大量位于两条引物之间序列的 DNA 片段。


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