聚合酶链式反应PolymeraseChainReaction
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简并PCR什么是PCR?•PCR,全称为聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),是一种在分子生物学中常用的技术,用于在体外大规模扩增(amplify)DNA片段。
PCR的发明者是美国生物化学家凯瑟琳·穆尔和诺贝尔化学奖得主基里尔·穆尔。
PCR技术的发明对于现代生物学和基因工程领域做出了极其重要的贡献。
PCR的基本原理PCR基于DNA的复制原理,通过三步循环反应来扩增特定的DNA片段。
主要包括以下步骤:1.变性(Denaturation):将PCR反应体系中的DNA双链解开成两条单链。
这一步需要高温(通常为94-98℃)来使DNA变性,即断开氢键,使DNA成为单链。
2.退火(Annealing):在较低温度下(通常为50-65℃),引入名为引物(primer)的寡核苷酸序列,使其与特定的目标DNA序列的两个侧链互补配对。
引物是特定长度的DNA片段,它可以指定需要扩增的目标DNA序列的起始点。
3.延伸(Extension):在适合特定DNA聚合酶(例如,Taq聚合酶)活性的温度下(通常为72℃),DNA聚合酶会按照引物的互补序列将新的核苷酸加入到引物的3’端,从而合成新的DNA链。
延伸的结果是获得了与目标DNA片段相同碱基序列的双链DNA,这两条DNA链具有互补链。
这三个步骤被循环重复数次,每次循环被称为一个“PCR循环”。
每个PCR循环都会使目标DNA片段的数量成倍增加。
通常情况下,进行30-40个PCR循环就可以获得足够多的目标DNA。
简并PCR的概念简并PCR(Degenerate PCR),也称为混合PCR(Multiplex PCR),是PCR的一种变体。
PCR中的引物通常是一对特定的引物,用于扩增目标DNA的特定序列。
而在简并PCR中,引物序列中的一些位置可以有多个可能的碱基,这些碱基任意的组合将允许引物同时识别和扩增多个相关目标序列。
简并PCR可以用于扩增不同物种、不同基因亚型或具有高度变异的基因等多样的DNA序列。
聚合酶链式反应(PCR)聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种体外扩增特异性DNA片段的技术。
经数小时反应就将特定的DNA片段扩增数百万倍。
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。
一、PCR基本原理: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DNA聚合酶的参与下,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。
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,不仅操作烦琐,而且价格昂贵,制约了PCR技术的应用和发展。
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技术得以大量应用,并逐步应用于临床。
PCR扩增靶DNA的过程类似于体内DNA的半保留复制,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
利用人工合成的一对寡核苷酸引物,分别与待扩增DNA片段的两侧翼序列互补,在DNA聚合酶催化下,以靶DNA序列为模板,四种dNTP为原料,经过高温变性、低温退火和中温延伸“三步曲”的循环,使靶DNA片段经过30个循环周期后达到百万倍的扩增。
简述pcr原理及过程
PCR(polymerase chain reaction)即聚合酶链式反应,它是利用特定片段的特异性引物,引发特定基因的扩增反应,是一种灵敏、可重复、可控制的DNA增幅技术。
PCR反应可分为4个步骤:
1、反应起始:首先将样品(DNA)添加到聚合酶反应管中,并加入引物、DNA聚合酶和dNTP(双脱氧核糖核苷),通常将温度升至
94~95℃,使反应管中的核苷酸发生融合,这一部分反应过程也称为DNA断裂步骤。
2、反应过程:将温度降至适当的值(通常为55~65℃),令反应管中的引物特异性结合到目标模板DNA的3'端。
然后,聚合酶将新合成的DNA片段扩增至模板DNA中,在一次反应周期中,每个特异性引物和模板DNA扩增的DNA片段都有两对成对分子。
3、反应终止:将反应温度升至72℃,聚合酶分解,使扩增的反应终止。
4、循环反复:将上述3步反应重复30~40次,可使初始的片段扩增指数级增加,最终可以得到大量的片段。
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简述PCR反应的原理及其应用
PCR(聚合酶链式反应,Polymerase Chain Reaction)是一种体外扩增DNA 的方法,它通过反复复制DNA模板,快速并特异地增加目标DNA的数量。
PCR 反应的原理主要有三个步骤:变性、退火和延伸。
1. 变性:在PCR反应开始时,将目标DNA加热至95C,使其双链DNA变性为单链DNA。
这一步骤中,双链DNA的氢键断裂,两条链分离。
2. 退火:将温度降至50-65C,使引物与目标DNA序列互相结合。
引物是两条质粒模板DNA链的两段DNA链(5’末端向3’末端延伸)。
退火温度要与引物的序列和碱基配对的目标DNA序列的G和C含量相匹配。
引物与目标DNA 序列互补结合。
3. 延伸:将温度升高至72C,引物的3’端为DNA聚合酶提供延伸合成DNA 的模板。
DNA聚合酶将适当的核苷酸与模板上的目标DNA序列配对,形成新的DNA链。
此过程被称为延伸。
通过不断重复这些步骤,每次扩增都会产生原有DNA模板的复制产品。
每个PCR循环都会将DNA数目倍增。
因此,经过多个PCR循环后,从少量的起始DNA模板可以扩增高达数百万个拷贝。
PCR反应是一项重要的分子生物学技术,广泛应用于基因测序、遗传疾病的诊
断、DNA指纹鉴定、基因突变分析等领域。
它可以快速、高效地扩增目标DNA 序列,从而使其能够被有效地检测和分析。
同时,PCR反应还被用于DNA克隆、基因工程和其他实验室研究中。
聚合酶链式反应(PCR)实验方法聚合酶链式反应(PCR)聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,为最常用的分子生物学技术之一。
典型的PCR由(1)高温变性模板;(2)引物与模板退火;(3)引物沿模板延伸三步反应组成一个循环,通过多次循环反应,使目的DNA得以迅速扩增。
其主要步骤是:将待扩增的模板DNA置高温下(通常为93℃-94℃)使其变性解成单链;人工合成的两个寡核苷酸引物在其合适的复性温度下分别与目的基因两侧的两条单链互补结合,两个引物在模板上结合的位置决定了扩增片段的长短;耐热的DNA聚合酶(Taq酶)在72℃将单核苷酸从引物的3’端开始掺入,以目的基因为模板从5’→3’方向延伸,合成DNA的新互补链。
PCR能快速特异扩增任何已知目的基因或DNA片段,并能轻易在皮克(pg)水平起始DNA混合物中的目的基因扩增达到纳克、微克、毫克级的特异性DNA片段。
因此,PCR技术一经问世就被迅速而广泛地用于分子生物学的各个领域。
它不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析,还可以用于突变体和重组体的构建,基因表达调控的研究,基因多态性的分析,遗传病和传染病的诊断,肿瘤机制的探索,法医鉴定等诸多方面。
通常,PCR在分子克隆和DNA分析中有着以下多种用途:(1) 生成双链DNA中的特异序列作为探针;(2) 由少量mRNA生成 cDNA文库;(3) 从cDNA中克隆某些基因;(4) 生成大量DNA以进行序列测定;(5) 突变的分析;(6) 染色体步移;(7) RAPD、AFLP、RFLP等DNA多态性分析等。
一、试剂准备1. DNA模版2.对应目的基因的特异引物3.10×PCR Buffer4.2mM dNTPmix:含dATP、dCTP、dGTP、dTTP各2mM5.Taq酶二、操作步骤1.在冰浴中,按以下次序将各成分加入一无菌0.5ml离心管中。
聚合酶链式反应科技名词定义中文名称:聚合酶链式反应英文名称:polymerase chain reaction;PCR定义1:用引物和DNA聚合酶进行体外扩增特定的DNA区域的一种技术。
所属学科:生态学(一级学科) ;分子生态学(二级学科)定义2:体外酶促合成特异脱氧核糖核酸片段的技术。
所属学科:水产学(一级学科) ;水产生物育种学(二级学科)定义3:通过DNA互补双链解链、退火和聚合延伸的多次循环来扩增DNA特定序列的方法。
所属学科:细胞生物学(一级学科) ;细胞生物学技术(二级学科)定义4:由穆利斯(K. B. Mullis)于1988年首创的一种在体外模拟发生于细胞内的DNA快速扩增特定基因或DNA序列的复制过程的技术。
所属学科:遗传学(一级学科) ;分子遗传学(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片聚合酶链式反应聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),简称PCR,是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段。
可看作生物体外的特殊DNA复制。
目录[隐藏][概述][PCR原理][PCR反应体系与反应条件][PCR步骤][PCR检测][PCR反应特点][PCR的循环参数][PCR仪器][概述][PCR原理][PCR反应体系与反应条件][PCR步骤][PCR检测][PCR反应特点][PCR的循环参数][PCR仪器]PCR实验室的建立方法[编辑本段][概述]DNA聚合酶(DNApolymerase I)最早于1955年发现,而较具有实验价值及实用性的Klenowfragment of E. Coli则是于70年代的初期由Dr. H. Klenow 所发现,但由于此酶不耐高温,高温能使之变性,因此不符合使用高温变性的聚合酶链式反应。
现今所使用的酶(简称Taq polymerase), 则是于1976年从温泉中的细菌(Thermusaqua ticus)分离出来的。
聚合酶链式反应名词解释生物化学
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,简称PCR)是一种体外快速扩增特定DNA片段的技术。
它利用DNA聚合酶在适当温度下的体外酶促反应,在较短时间内大量复制目标DNA片段,并使其扩增至可检测水平。
PCR包括三个主要步骤:变性、退火和延伸。
变性步骤使DNA双链解开成两股单链,退火步骤使引物与目标DNA特异性结合,延伸步骤利用DNA聚合酶在合适温度下合成新DNA链。
这三个步骤连续循环进行,每一轮都会产生双倍数量的目标DNA。
PCR具有高度特异性、高灵敏性和高速度的特点,可以从少量的起始DNA样品中扩增出目标DNA片段,常用于分子生物学研究中的DNA定量、基因检测、基因测序、基因工程等多个领域。
名词解释pcr
《PCR:真相与谣言》
PCR,全称为聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),是一种用于扩增DNA片段的技术。
它是在20世纪80年代由美国生物化学家凯瑟琳·穆尔和美国生物学家基利斯·思蒂利发明的。
PCR技术的原理是通过不断地重复一系列的加热和冷却步骤,让DNA模板的两条链分离,然
后通过DNA聚合酶复制出两条新的DNA链,从而实现对DNA片段的快速扩增。
这种技术可
以从极少量的DNA样本中扩增出大量的目标DNA片段,因此在生物学和医学领域具有广泛
的应用。
PCR技术被广泛应用于医学诊断、法医学、基因工程等领域。
在医学诊断中,PCR技术可以
用于检测感染病毒或细菌的DNA片段,帮助医生进行快速而准确的诊断。
在法医学领域,PCR技术可以用于对犯罪嫌疑人的DNA进行鉴定,从而帮助解决案件。
在基因工程领域,PCR技术可以用于克隆基因或进行基因突变分析。
然而,尽管PCR技术在许多领域都有着重要的应用,但也存在着许多关于PCR的谣言和误解。
有人认为PCR技术不可靠,容易出现假阳性和假阴性结果;还有人认为PCR技术可以用于克
隆人类;甚至还有人认为PCR技术可以用于改变个体的基因。
这些都是与事实不符的谣言。
因此,了解PCR技术的原理和应用,以及识别和纠正PCR技术的谣言和误解,对于提升公众
的科学素养和推动科技的发展具有重要意义。
pcr原理PCR全称为聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),是一种基于DNA复制的技术,可以在短时间内扩增DNA片段。
PCR的原理是通过反复进行DNA的变性、引物结合和DNA扩增的过程,最终得到大量目标DNA。
PCR技术广泛应用于生物医学研究、医学诊断和法医学等领域。
PCR的核心原理是复制DNA。
它主要由三个步骤组成:变性、引物结合和DNA扩增。
首先是变性步骤。
在这一步骤中,DNA在高温下被加热至95℃左右,使DNA的双链结构解开,变成单链结构。
这个步骤中需要一台PCR热循环仪来提供高温环境。
接下来是引物结合步骤。
在这一步骤中,引物与目标DNA 进行配对结合。
引物是一段短的DNA片段,其中包含与目标DNA互补的序列。
引物的设计是PCR中非常重要的一步,合适的引物能够提高PCR的扩增效率。
引物结合的温度通常在50-65℃之间,可以使用PCR热循环仪进行控制。
最后是DNA扩增步骤。
在这一步骤中,DNA聚合酶将引物和目标DNA之间的空隙补全,并合成新的DNA链。
DNA聚合酶是一种能够在适宜温度下催化DNA合成的酶。
此步骤需要一个适宜的温度和特定的时间。
一般情况下,温度在50-75℃之间,时间在几十秒到几分钟之间。
PCR热循环仪能够提供准确的温度控制和时间控制。
以上三个步骤构成了PCR反应的基本循环。
每个循环都会使DNA扩增一倍,经过多个循环,原始DNA可以得到大量扩增。
PCR反应的循环次数通常为20-40次,根据需要可以进行调整。
PCR技术的应用非常广泛。
例如,在医学诊断中,PCR可以通过扩增目标病原体的DNA来检测疾病。
在基因工程中,PCR可以用来扩增具有特定功能的DNA片段,然后进行进一步的研究。
在法医学中,PCR可以用来进行DNA鉴定,例如刑事案件的嫌疑人或受害者的识别。
总之,PCR技术通过反复进行DNA的变性、引物结合和DNA扩增的过程,可以在短时间内扩增DNA片段。