为什么PCR技术不能直接扩增RNA？

会里很

大家有没有发现，我们提取总RNA以后，要扩增前都要先逆转录。
为什么不能直接扩增RNA呢？

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在讨论这个话题之前，需要先明白什么是PCR，这里将尽量言简意赅地解释PCR及其原理。
PCR,英文全称Polymerase Chain Reaction，国内大多数翻译成聚合酶链式反应，其实我更希望它翻译成：聚合酶联锁反应。
PCR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大幅扩增。

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PCR技术的基本原理：
通俗地说，其实就是一句话：体外模拟体内DNA半保留复制过程。
半保留复制，需要先双链解离，再结合dNTP等原料组合成新双链，从而实现指数扩增。

具体来说，PCR技术基本原理具体主要分为四步：
1️⃣高温变性：解离双链DNA；
2️⃣退火复性：温度下降，引物与模板DNA单链互补配对；
3️⃣引物延伸：DNA模板-引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，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；
4️⃣重复循环 变性--退火--延伸 三过程。
以上四步，万法归一，就是模拟DNA的“半保留复制”。



DNA的“半保留复制”示意图

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所以以后如果有人问你PCR是什么？其技术的基本原理是什么？

你可以非常到位又通俗地回答：
PCR是聚合酶链式反应，一种体外扩增DNA的技术。
其原理就是重复循环变性--退火--延伸三过程，模拟出DNA的半保留复制。

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我们可以发现，上述PCR技术基本原理四个步骤里，有3个核心点是RNA难以实现的：

1.高温；
2.耐高温DNA聚合酶；
3.双链。

逐一解释：
1️⃣RNA不耐高温，很容易降解，也正因此，我们在提取RNA的过程中，一般都要求在冰块上进行。
2️⃣RNA暂无耐高温的RNA聚合酶可以使用，而DNA具有耐高温的Taq DNA聚合酶。

什么是Taq DNA聚合酶呢？

Taq DNA聚合酶是第一个被发现的热稳定DNA聚合酶，分子量65kD，最初由Saiki等从温泉中分离的一株水生噬热杆菌（thermus aquaticus）中提取获得。此酶能耐高温，在70℃反应2h后其残留活性大于原来的90%，在93℃下反应2h后其残留活性是原来的60%，在95℃下反应2h后其残留活性是原来的40%。在PCR过程中，由于Taq DNA聚合酶在变性步骤中（约94℃）不失活，可直接进入第二轮循环，因此不必每轮循环时重新加入新酶，这使得Taq DNA聚合酶成为PCR反应中的独特用酶。刘志国，屈伸. 基因克隆的分子基础与工程原理[M]. 北京：化学工业出版社, 2003.08. 第65页.

3️⃣尽管有少数RNA是双链结构，但绝大多数RNA是单链的，特别是我们研究的对象，一般都是单链根本无法“半保留复制”。

因此，以上这些原因就是PCR技术不能直接扩增RNA的原因。

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如果我偏偏要扩增RNA怎么办？
那就只能先把RNA进行逆转录成cDNA，然后再对这个cDNA进行扩增了，算是间接实现了扩增RNA。
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参考文献：
[1]刘志国，屈伸. 基因克隆的分子基础与工程原理[M]. 北京：化学工业出版社, 2003.08.
[2]贺福初，M.R.格林J.萨姆布，鲁克. 分子克隆实验指南 第4版[M]. 北京：科学出版社, 2017.09.

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