PCR原理
PCR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 。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旋成单链 。
在实验中发现,DNA在高温时也可以发生变性解链 , 当温度降低后又可以复性成为双链 。因此,通过温度变化控制DNA的变性和复性,加入设计引物,DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制 。
Pcr利用了什么原理聚合酶链式反应(英文:Polymerase chain reaction,缩写:PCR),是一种分子生物学技术 , 用于扩增特定的DNA片段,这种方法可在生物体外进行,不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体 。
这种方法由凯利·穆利斯(Kary Mullis)于1983年开发,当时他是Cetus公司的雇员,也是1993年诺贝尔化学奖的获得者,它是一种简单 , 廉价和可靠的方法复制DNA片段,这个概念适用于现代生物学和相关科学的许多领域 。PCR可能是分子生物学中使用最广泛的技术 。这种技术被用于生物医学研究,犯罪取证和分子考古学。
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拓展资料:
微生物复制是一个费时耗力的流程 , 首先要将DNA经限制酶剪裁,再利用连接酶(Ligase)加到载体(Vector)中,之后利用瞬间电击(Electroporation)或是热休克(Heat Shock)的方式,送到大肠杆菌感受态细胞(competent cell)中,将此菌于培养皿大量繁殖培养,再经过繁复的分离、纯化过程,时间通常需要近一周,才能大量复制片段 。
所以仅需一小时的PCR能节省大量时间和繁复的操作,聚合酶链式反应技术被广泛地运用在医学和生物学的实验室,例如用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制 , 以及亲子鉴定 。
pcr原理图解及延伸方向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?。?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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