武汉微量定量PCR原理及步骤

聚合酶链式反应是一种体外迅速扩增DN段的技术，它能以极少量的DNA为模版，在几小时内复制出上百万份的DNA拷贝。DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解链成单链，在DNA聚合酶与启动子的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子挎贝。在实验中发现，DNA在高温时由于两条链之间的氢键被破坏也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复形成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，并设计引物做启动子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。但是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不但操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。发现耐热DNA聚合同酶--Taq酶对于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、同时也降低了成本，PCR技术得以大量应用，并逐步应用于临床。聚合酶链式反应的模板的取材主要依据PCR的扩增对象，可以是病原体标本如病毒、细菌、菌类等。武汉微量定量PCR原理及步骤

聚合酶链反应注意事项：在实验过程中要防止RNA的降解，保持RNA的完整性。在总RNA的提取过程中，注意避免mRNA的断裂；为了防止非特异性扩增，必须设阴性对照；内参的设定：主要为了用于靶RNA的定量。常用的内参有G3PD（甘油醛-3-磷酸脱氢酶）、β-Actin（β-肌动蛋白）等。其目的在于避免RNA定量误差、加样误差以及各PCR反应体系中扩增效率不均一各孔间的温度差等所造成的误差；PCR不能进入平台期，出现平台效应与所扩增的目的基因的长度、序列、二级结构以及目标DNA起始的数量有关。故对于每一个目标序列出现平台效应的循环数，均应通过单独实验来确定；防止DNA的污染： 采用DNA酶处理RNA； 在可能的情况下，将PCR引物置于基因的不同外显子，以消除基因和mRNA的共线性。武汉微量定量PCR原理及步骤在嵌套聚合酶链反应中，除了预期的靶之外，该产物可能仍然由非特异性扩增的DN段组成。

序列标签站点是一个过程，其中PCR被用作基因组的特定片段存在于特定克隆中的指示物。人类基因组计划发现这一应用对于绘制他们测序的粘粒克隆以及协调不同实验室的结果至关重要。聚合酶链反应的一个令人兴奋的应用是对来自远古来源的DNA进行系统进化分析，例如在尼安德特人的复原骨骼中、从猛犸的冷冻组织中或从埃及木乃伊的大脑中发现的DNA已经被放大和测序。]在某些情况下，这些来源的高度降解的DNA可能在扩增的早期阶段重新组装。聚合酶链反应的一个常见应用是对以下基因表达模式的研究。组织(甚至单个细胞)可以在不同阶段进行分析，以了解哪些基因变得活跃，哪些基因被关闭。该应用还可以使用定量聚合酶链反应来定量表达的实际水平。

聚合酶链式反应的常见问题：PCR产物的电泳检测时间一般为48h以内，有些很好于当日电泳检测，大于48h后带型不规则甚至消失。假阴性：不出现扩增条带。PCR反应的关键环节有模板核酸的制备，引物的质量与特异性，酶的质量及溴乙锭的使用， PCR循环条件。寻找原因亦应针对上述环节进行分析研究。模板：模板中含有杂蛋白质，模板中含有Taq酶抑制剂，模板中蛋白质没有消化除净，特别是染色体中的组蛋白，在提取制备模板时丢失过多，或吸入酚。模板核酸变性不彻底。在酶和引物质量好时，不出现扩增带，极有可能是标本的消化处理，模板核酸提取过程出了毛病，因而要配制有效而稳定的消化处理液，其程序亦应 固定不宜随意更改。聚合酶链反应的一个主要限制是，为了产生允许其选择性扩增的引物，需要关于目标序列的先前信息。

聚合酶链式反应：三步：变性：模板DNA加热变性；复性，引物与它的靶序列发生退火，引物DNA量多，使引物和模板在局部形成杂交链；延伸，4种dNTP 与 Mg2+ 存在的条件下，DNA合成酶催化以引物为起始点，按5'-3'方向进行延伸。上面三步为一个循环，可使拷贝数到达2*E－6-2*E－7。PCR产物一段双链DNA，是由它的末端引物的5’端决定的。首轮扩增，其产物是大小不均一的DNA分子。长度应大于两引物之间的长度。在第二个循环中，由于5'固定，其产物长度就由等于两引物之间的长度。所以几十个循环后就会产生大量的两引物之间序列。热启动聚合酶链式反应：一种在PCR的初始建立阶段减少非特异性扩增的技术。广州分子生物学数字PCR技术服务

PCR反应的特异性决定因素为：引物与模板DNA特异正确的结合。武汉微量定量PCR原理及步骤

聚合酶链反应的常见问题分析与解决方法：无扩增条带：酶失活或在反应体系中未加入酶。Taq DNA聚合酶因保存或运输不当而失活，往往通过更换新酶或用另一来源的酶以获得满意的结果。模板含有杂质。特别是对甲醛固定及石蜡包埋的组织常含甲酸，造成DNA脱嘌呤而影响PCR的结果。变性温度是否准确：PCR仪指示温度与实际温度是否相符，过高酶在前几个循环就迅速失活；过低则模板变性不彻底。反应系统中污染了蛋白酶及核酸酶，应在未加Taq酶以前，将反应体系95℃加热5-10 min。引物变质失效。人工合成的引物是否正确。是否纯化，或因储存条件不当而失活。引物错误。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。 DNA凝胶电泳时加入阳性对照，确保不是DNA凝胶和PCR程序的问题。武汉微量定量PCR原理及步骤