PCR原理及应用课件.pptVIP

1988年，由于在PCR系统引入了热稳定的Taq DNA聚合酶，这是从水生栖热菌（Thermus aquaticus）中提取的耐热DNA聚合酶。多次循环后的Taq DNA聚合酶仍然具有活性，因此反应体系自动往复多次地进行对所需的DNA的片段的酶促合成，使反应产物按指数增长，所以命名为聚合酶链式反应。 反应初期，靶序列DNA片段的增加呈指数形式，随着PCR产物的逐渐积累，被扩增的DNA 片段不再呈指数增加，而进入线性增长期或静止期， 即出现“停滞效应” 这种效应称平台期，平台期受PCR 扩增效率、DNA聚合酶的种类和活性及非特异性产物的竞争等因素的影响。 进入第二周期后，引物除与原始模板结合外，还要同新合成的链(即“长产物片段”)结合。引物在与新链结时， 由于新链模板的5端序列是固定的， 这就等于这次延伸的片段3端被固定了止点， 保证了新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内、形成长短一致的“短产物片段”。不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加， 而“长产物片段”则以算术倍数增加， 几乎可以忽略不计， 这使得PCR的反应产物不需要再纯化，就能保证足够纯DNA片段供分析与检测用。 PCR反应的特点 ①引物与模板DNA特异正确的结合 ②碱基配对原则 ③Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性 ④靶基因的特异性与保守性。　 Taq DNA聚合酶的一个致命弱点是它的出错率,一般PCR中出错率为2×10-4 核苷酸/每轮循环,在利用PCR克隆和进行序列分析时尤应注意.在100μl PCR反应中,1.5-2单位的Taq DNA聚合酶就足以进行30轮循环.所用的酶量可根据DNA、引物及其它因素的变化进行适当的增减.酶量过多会使产物非特异性增加,过少则使产量降低.反应结束后,如果需要利用这些产物进行下一步实验,需要预先灭活Taq DNA聚合酶, 灭活Taq DNA聚合酶的方法有：  PCR反应参数 PCR扩增产物的分析  凝胶电泳分析 (1) 琼脂糖凝胶电泳： 通常应用1～2%的琼脂糖 凝 胶， 供检测用。　　 (2) 聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）：6～10%聚 丙烯酰胺凝胶 电泳分离效果较琼脂糖好 酶切分析 分子杂交 测序 解决不对称PCR反应扩增效率低的方法： 增加PCR循环的次数 在最后五个循环中多加Tab聚合 酶(2U) 试一下相反的不对称引物比率。有时，相反的不对称引物比率可能给出不 同产量的ssDNA。 In situ PCR 原位PCR就是在组织细胞里进行PCR反应，它结合了具有细胞定位能力的原位杂交和高度特异敏感的PCR技术的优点，是细胞学科研与临床诊断领域里的一项有较大潜力的新技术. 原位PCR是Hasse等于1990年建立的，实验用的标本是新鲜组织、石蜡包埋组织、脱落细胞、血细胞等.其基本方法为①固定组织或细胞:将组织细胞固定于预先用四氟乙烯包被的玻片上，并用多聚甲醛处理，再灭活除去细胞内源性过氧化物酶.②蛋白酶K消化处理:用60ug/ml的蛋白酶K将固定好的组织细胞片55℃消化处理2h后，96℃2min以灭活蛋白酶K. ③PCR扩增:在组织细胞片上，加PCR反应液，覆盖并加液体石蜡后，直接放在扩增仪的金属板上，进行PCR循环扩增.有的基因扩增仪带有专门用于原位PCR的装置.④杂交:PCR扩增结束后，用标记的寡核苷酸探针进行原位杂交.⑤显微镜观察结果. 原位PCR既能分辩鉴定带有靶序列的细胞，又能标出靶序列在细胞内的位置，于分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转归有重大的实用价值.其特异性和敏感性高于一般的PCR.? RACE cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)是一种基于PCR从低丰度的转录本中快速扩增cDNA的5和3’末端的有效方法 然后用一个含有部分接头序列的通用引物UPM(universal primer,UPM)作为上游引物，用一个基因特异引物2(GSP 2 genespecific primer,GSP)作为下游引物，以SMART第一链cDNA为模板，进行PCR循环，把目的基因5‘末端的cDNA片段扩增出来。最终，从2个有相互重叠序列的3 / 5‘-RACE产物中获得全长cDNA，或者通过分析RACE产物的3‘和5‘端序列，合成相应引物扩增出全长cDNA。 利用mRNA的3’末端的poly(A)尾巴作为一个引物结合位点，以连有SMART寡核营酸序列通用接头引物的Oligo(dT)30MN作