1聚合酶链式反应(PCR)
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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2mM 5.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。
10×PCR buffer 5 μldNTP mix (2mM) 4 μl引物1(10pM) 2 μl引物2(10pM) 2 μlTaq酶(2U/μl) 1 μlDNA模板(50ng-1μg/μl) 1 μl加ddH2O至50 μl视PCR仪有无热盖,不加或添加石蜡油。
PCR(聚合酶链式反应)技术与应用一.PCR技术的原理聚合酶链式反应(PCR)是一种选择性体外扩增DNA或RNA片段的方法,即通过试管中进行的DNA复制反应,是极少量的基因组DNA或RNA样品中的特定基因片段在短短几小时内扩增上百万倍。
其反应原理与细胞内DNA复制相似,但PCR反应体系要简单得多,主要包括DNA靶序列、与DNA靶序列单链3’末端互补的合成引物、4种dNTP、耐热DNA聚合酶及适合的缓冲体系。
与细胞内的DNA复制相似,PCR也是一个重复地进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化形成新的DNA链的过程,这些过程都是通过控制反应体系的温度来实现的。
PCR包括下列三步反应:(1)变性(denaturation):将反应体系混合物加热到94℃维持较短时间(大约15~30s),是目标DNA双螺旋的氢键断裂,形成单链DNA作为反应的模板。
(2)退火(annealing):将反应体系冷却至特定温度(引物的T m值左右或以下),引物与DNA模板的互补区结合,形成模板-引物复合物。
必须精确的计算退火的温度以保证引物只与相对应的序列结合。
由于模板链分子较引物复杂得多,加之引物量大大超过模板DNA的数量,因此,DNA模板单链之间互补结合的机会很少。
(3)延伸(elongation):将反应体系的温度提高到72℃并维持一段时间,引物在耐热DNA聚合酶的作用下,以引物为固定起点,以四种单核苷酸(dNTP)作为底物,合成新的DNA链。
因此,在这一阶段的末期,两条单链模板DNA又形成新的双链,且双链中的新生DNA单链具有各种不同的延伸长度。
以上三步作为一个循环重复进行,每一个循环的产物作为下一循环的模板。
因此,在第二轮循环中进行变性、退火、延伸这三步反应。
如此循环20次,原始DNA将扩增约106倍,而循环30次后将达109倍。
而所有上述过程将在1~2h内完成。
经过扩增后的DNA产物为大多介于引物与原始DNA相结合的位点之间的片段,而在反应前几轮循环产生的超过引物结合位点的较长链的DNA的比例将随着循环不断地进行稀释至可以忽略的程度。
pcr反应的名词解释PCR(聚合酶链式反应)是一种分子生物学技术,用于在体外扩增DNA片段。
PCR技术可以在较短的时间内复制和扩增DNA片段,因此在医学、生物学、犯罪学和进化生物学等领域被广泛应用。
以下是27个双语例句:1. PCR amplifies specific DNA fragments in vitro.PCR在体外扩增特定的DNA片段。
2. The use of PCR has revolutionized molecular biology research.PCR的应用彻底改变了分子生物学研究。
3. PCR technology allows for quick and efficient DNA amplification.PCR技术可以快速高效地扩增DNA。
4. The PCR reaction requires a DNA template, primers, nucleotides, and DNA polymerase.PCR反应需要DNA模板、引物、核苷酸和DNA聚合酶。
5. The denaturation step in PCR involves heating the DNA to separate the strands.PCR中的变性步骤是通过加热DNA来使两股DNA分离。
6. Annealing is the process of binding the primers to their complementary DNA sequences.等温是指引物与其互补的DNA序列结合的过程。
7. Extension is the step in PCR where DNA polymerase synthesizes new DNA strands.延伸是PCR中DNA聚合酶合成新的DNA链的步骤。
8. PCR amplification can be done using a thermal cycler machine.可以使用热循环机进行PCR扩增。
聚合酶链式反应pcr实验报告PCR实验报告引言:聚合酶链式反应(PCR)是一种常用的分子生物学技术,通过PCR可以在体外快速扩增DNA片段。
PCR技术的应用广泛,包括基因定量表达分析、基因突变鉴定、DNA遗传分析等。
本实验旨在通过PCR技术扩增目标DNA片段,并检测扩增产物,从而深入了解PCR的原理和操作步骤。
材料与方法:1. DNA提取试剂盒:包括裂解液、蛋白水解酶、去蛋白酶、洗涤缓冲液、洗涤试剂、洗涤溶液、洗涤瓶、洗涤纸、溶解液等。
2. PCR试剂盒:包括DNA模板、引物、酶、缓冲液、dNTPs等。
3. 扩增仪:用于PCR反应的温度控制与循环。
步骤:1. DNA提取和纯化:1. 将待提取的样品(如细胞、组织等)加入裂解液,并进行适当的荧光素酶处理,通过高速离心分离出DNA。
2. 添加去蛋白酶去除蛋白质,再加入洗涤缓冲液洗涤DNA沉淀物。
3. 使用洗涤试剂和洗涤溶液重复洗涤程序,最后用溶解液溶解DNA。
2. PCR扩增反应:1. 准备PCR反应体系,将DNA模板、引物、酶、缓冲液、dNTPs等按照一定比例混合在一起。
2. 将PCR反应管置于扩增仪中,设定合适的温度梯度和反应循环次数。
3. 进行PCR反应,通过温度梯度和循环过程使DNA扩增。
3. 扩增产物检测:1. 将PCR扩增产物取出,使用琼脂糖凝胶电泳进行分析。
2. 准备琼脂糖凝胶,将扩增产物与DNA分子量标准样品一同加载到琼脂糖凝胶槽中。
3. 开启电泳设备,进行电泳分离,根据扩增产物的大小和形态进行分析和鉴定。
结果与讨论:本实验成功地通过PCR技术扩增了目标DNA片段,并通过琼脂糖凝胶电泳分析了扩增产物。
PCR反应的条件对于扩增产物的准确性和效率起着关键作用。
合理设计和优化PCR反应的条件,包括引物浓度、DNA模板浓度、PCR循环温度参数等,可以提高扩增的产物质量和得率。
琼脂糖凝胶电泳分析结果显示,扩增产物的大小与预期的目标DNA片段大小相一致。
聚合酶链式反应pcr
1 聚合酶链式反应PCR
聚合酶链式反应(PCR)是一种允许大量翻倍指定的DNA序列的分
子生物技术。
通过利用特殊的酶(聚合酶)将两个DNA片段分别相互“拉伸”,重复地迭代扩增,合成更长的片段。
1.1 PCR的原理
PCR主要利用DNA聚合酶的功能来调控DNA片段的重复扩增与合成。
扩增过程分为三个步骤,即引物扩增、双螺旋扩增、保守分裂。
引物
扩增过程中,首先将扩增片段与反转录引物结合起来,DNA聚合酶将其复制到双螺旋结构;双螺旋扩增过程中,DNA聚合酶会主动分裂双螺旋,然后重复复制双螺旋,产生DNA序列的复制品;最后,保守分裂过程中,会继续分裂DNA双螺旋,直到完成指定的扩增任务。
1.2 PCR的应用
PCR技术有着广泛的应用,主要包括临床诊断应用、筛检、疾病分子检测等。
其中,PCR已经被广泛应用在心脑血管疾病、肿瘤、感染性疾病以及遗传病的检测上,准确可靠地检测出各种疾病的抗原。
另外,PCR技术在基因组学研究中也有广泛应用,可以用来进行基因鉴定、基因表达研究、比较基因组研究等。
在微生物学研究中,PCR技术也可以用来识别和遗传分类各种细菌和病毒,可以研究它们的源头和传播路径。
由此可见,聚合酶链式反应PCR技术无疑是一种重要而有用的分子生物技术,它已经得到广泛的应用,在诊断、疾病研究以及基因组学研究中发挥着重要作用。
聚合酶链式反应简介聚合酶链式反应(PCR)是一种重要的分子生物学技术,被广泛应用于基因分析、基因工程、医学诊断等领域。
PCR 能够快速、高效地扩增特定DNA片段,使得原本数量有限的DNA样本得以增加,从而便于进行后续实验。
PCR的核心原理是利用DNA聚合酶酶活性,通过不断重复三个步骤(变性、退火、延伸),在适宜的反应条件下,将目标DNA序列扩增至数百万份的数量。
依靠PCR技术,无需使用传统的细菌培养方法,仅需少量DNA样本和简单的实验设备,即可实现高效扩增目标DNA。
PCR反应步骤反应体系构建PCR反应所需的关键成分包括目标DNA模板、DNA聚合酶、引物(primer)、核苷酸和反应缓冲液。
引物是一对短的DNA片段,其序列与目标DNA序列上的起始和终止部分的互补序列匹配。
反应缓冲液是维持PCR反应过程中所需酶活性的化学平衡和适宜pH的缓冲物质。
变性PCR反应开始时,反应体系中的DNA样本被放置在高温环境中(通常为94-98摄氏度),使其双链DNA解离为两条单链DNA。
这个步骤可以通过加热反应体系来实现,高温会断裂氢键,使DNA的双链解开。
退火在反应体系降温至适宜的温度范围时(通常为50-65摄氏度),引物与目标DNA序列上的互补区域结合形成稳定的双链结构。
引物的选择非常重要,其应与目标DNA序列完全匹配,以确保选择性扩增。
延伸DNA聚合酶将新的核苷酸从反应缓冲液中获得,并在目标DNA的3’末端上依次加入。
这个过程被称为延伸,其速率与延伸温度和所用聚合酶的酶活性相关。
通常延伸温度为60-72摄氏度。
经过以上三个步骤的循环反复进行,每一轮都会使目标DNA序列数量翻倍。
因此,PCR可以在短时间内扩增出大量的目标DNA片段。
PCR应用PCR技术在生物学研究、医学诊断、疾病预防和基因工程等领域有着广泛的应用。
基因分析PCR被广泛用于分析基因的结构和功能。
通过PCR,可以快速扩增出感兴趣的DNA片段,然后进行测序分析、限制性酶切或其他分子生物学实验,以研究目标基因的结构和功能。
PCR技术的原理与应用1. PCR技术概述聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,简称PCR)是一种基因工程和分子生物学领域常用的技术。
它通过复制和扩增DNA片段,使之在数量上显著增加,从而更方便地进行进一步的实验操作和分析。
PCR技术具有高灵敏度、高选择性、高重复性和高效率等特点,广泛应用于基因组学、生物医学研究、临床诊断等领域。
2. PCR技术原理PCR技术基于酶的反应,利用DNA聚合酶酶的酶活性,在适宜的温度下,通过反复循环的核酸扩增步骤,可制备大量具有特定序列的DNA分子。
PCR技术的核心步骤包括:2.1 反应物准备•DNA模板:待扩增的DNA样本,可以是基因组DNA、cDNA或其他DNA片段。
•引物(Primers):引物是一段具有互补序列的DNA片段,用于界定扩增的DNA区域。
•核苷酸三磷酸酶(dNTPs):供聚合酶合成新DNA链所需的四种核苷酸单元。
•聚合酶(DNA polymerase):常用的PCR聚合酶有Taq聚合酶、Pfu聚合酶等。
2.2 反应步骤a.热变性(Denaturation):加热使DNA双链解开,产生两条单链DNA。
b.引物结合(Annealing):降温,使引物与目标序列的互补部分结合。
c.DNA合成(Extension):提高温度,使聚合酶沿模板DNA链合成新的DNA链。
2.3 循环扩增上述三个步骤根据需要反复循环,通常为20-40个循环,每一循环使扩增的DNA量翻倍。
在较短的时间内,PCR技术能够合成大量特定DNA片段。
3. PCR技术的应用PCR技术已经在很多研究和应用领域得到了广泛的应用。
以下是PCR技术常见的应用示例:3.1 基因克隆PCR技术可用于在分子克隆中扩增需要的DNA片段。
通过引物的选择,可以在PCR反应中制备合成的DNA片段,用于进一步的分析和鉴定。
3.2 基因表达和蛋白质研究PCR技术可用于检测和定量特定基因的表达水平。
聚合酶链式反应(PCR)一、实验目的1、了解PCR反应的基本原理。
2、了解PCR反应的优化条件和PCR的应用。
3、掌握PCR产物纯化的方法。
实验原理PCR是一种选择性体外扩增DNA或RNA的技术。
1990年,Kary B.Mullis发明了PCR技术,并因此在1995年荣获诺贝尔化学奖。
PCR技术使分子生物学研究一下子获得了突破,并且随着PCR技术的日趋完善,PCR技术在人类生活中的应用也越来越广泛。
PCR、分子克隆和DNA序列分析构成了现代分子生物学实验工作的基础。
PCR反应包括三个基本步骤:①变性:目的双链DNA片段在94℃下解链;②退火:两中寡核苷酸引物在适当温度(50℃左右)下与模板上的目的序列通过氢键配对;③Tap DNA聚合酶在最适温度下(72℃),以目的DNA 合成。
这三个基本步骤组成一轮循环,理论上每一轮循环将使目的DNA扩增一倍。
这些经合成产生的DNA又可作为下一轮循环的模板,所以经25~35轮循环就可使目的DNA片段扩增达106倍。
二、器材与试剂1.器材:移液器,EP管,热盖PCR仪,电泳仪,量筒,锥形瓶,微波炉,电子天平,紫外照色仪2.试剂:引物,模板,Taq DNA聚合酶,原料(dNTPs),缓冲液与Mg2+,H2O, 2*PCRmix溶液,DNA染料三、实验步骤1、 PCR反应⑴在EP管中依次下列试剂(50μl反应体系)试剂用量/μl灭菌H2O 35.5PCR反应缓冲液 5DNTP(4种,每种浓度10μmol/L) 2上游引物 2下游引物 2模板DNA 1Taq 0.5PCR引物设计PCR反应中有两条引物,即5′端引物和3′引物。
设计引物时以一条DNA单链为基准(常以信息链为基准),5′端引物与位于待扩增片段5′端上的一小段DNA序列相同;3′端引物与位于待扩增片段3′端的一小段DNA序列互补PCR缓冲液(PCrBuffer)用于PCR的标准缓冲液见PCR操作范例。
于72℃时,反应体系的pH值将下降1个单位,接近于7.2。
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。
聚合酶链式反应(PCR)第一节PCR扩增反应的基本原理一、聚合酶链式反应(PCR)的基本构成PCR是聚合酶链式反应的简称,指在引物指导下由酶催化的对特定模板(克隆或基因组DNA)的扩增反应,是模拟体内DNA复制过程,在体外特异性扩增DNA片段的一种技术,在分子生物学中有广泛的应用,包括用于DNA作图、DNA测序、分子系统遗传学等。
PCR基本原理是以单链DNA为模板,4种dNTP为底物,在模板3’末端有引物存在的情况下,用酶进行互补链的延伸,多次反复的循环能使微量的模板DNA得到极大程度的扩增。
在微量离心管中,加入与待扩增的DNA片段两端已知序列分别互补的两个引物、适量的缓冲液、微量的DNA模板、四种dNTP溶液、耐热Taq DNA聚合酶、Mg2+等。
反应时先将上述溶液加热,使模板DNA在高温下变性,双链解开为单链状态;然后降低溶液温度,使合成引物在低温下与其靶序列配对,形成部分双链,称为退火;再将温度升至合适温度,在Taq DNA聚合酶的催化下,以dNTP为原料,引物沿5’→3’方向延伸,形成新的DNA片段,该片段又可作为下一轮反应的模板,如此重复改变温度,由高温变性、低温复性和适温延伸组成一个周期,反复循环,使目的基因得以迅速扩增。
因此PCR循环过程为三部分构成:模板变性、引物退火、热稳定DNA聚合酶在适当温度下催化DNA链延伸合成(见图)。
1.模板DNA的变性模板DNA加热到90~95℃时,双螺旋结构的氢键断裂,双链解开成为单链,称为DNA的变性,以便它与引物结合为下轮反应作准备。
变性温度与DNA中G-C含量有关,G-C间由三个氢键连接,而A-T间只有两个氢键相连,所以G-C含量较高的模板,其解链温度相对要高些,故PCR中DNA变性需要的温度和时间与模板DNA的二级结构的复杂性、G-C含量高低等均有关。
对于高G-C含量的模板DNA在实验中需添加一定量二甲基亚砜(DMSO),并且在PCR循环中起始阶段热变性温度可以采用97℃,时间适当延长,即所谓的热启动。