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PCR(Polymerase Chain Reaction)聚合酶链式反应。PCR技术能快速发展得益于1969年Saiki等人从美国黄石国家森林公园火山温泉中分离出一种嗜热的水生真菌Thermusaquaticus,能在70~ 75C生长,从该菌分离纯化得到一种耐热的、依赖DNA 的DNA 聚合酶。耐热DNA聚合酶--Taq酶的发现对于PCR的应用有里程碑的意义,该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活,不需要每个循环加酶,使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本,PCR技术得以大taq酶量应用,并逐步商业化。
PCR基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。整个PCR反应过程由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:
①模板DNA的变性:模板DNA经加热至94℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应做准备;变性时间取决于所扩片段的GC含量、DNA结构的复杂程度。一般我们在变性前还有个预变性的过程,对于模板是基因组DNA,预变性时间是3~5分钟。
②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;复性温度及时间由你设计的引物GC含量来决定,引物合成后会有相应的Tm值,复性温度一般比Tm低3度左右。
③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在Taq酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,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。
重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟, 2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
上图是以水稻基因组DNA为模板来扩增一段大约800bp的片段。5个过程分别是预变性、变性、复性、延伸、终延伸。不断重复二三四这三个过程,使得目的片段富集。至于你所说PCR技术最后一步变性需要的时间为什么是1min其他的都是30s,其实不太懂你意思。但是PCR每个反应过程的时间都是根据你所扩增需求相应来设计的,并不存在一个不变的程序。希望对你有帮助! |
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