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聚合酶鏈式反應(PCR)是一種用于放大擴增特定的DNA部分片段的分子生物學技術,它可看作是生物體外的特殊DNA copy,PCR的zui大特點是能將微量的DNA大幅增加。因此,無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸,還是幾十年前兇1殺案中兇1手所遺留的毛發(fā)、皮膚或血液,只要能分離出一丁點的DNA,就能用PCR加以放大,進行比對。這也是“微量證據(jù)”的威力之所在。由1983年美國Mullis首先提出設想,1985年由其發(fā)明了聚合酶鏈反應,即簡易DNA擴增法,意味著PCR技術的真正誕生。到如今2013年,PCR已發(fā)展到第三代技術。1976年,中國科學家錢嘉韻,發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶,為PCR技術發(fā)展也做出了基礎性貢獻。
LA PCR的原理
LA PCR的關鍵是具有3′→5′Exonuclease活性 (Proof reading活性) 的耐熱性DNA聚合酶。在PCR過程中當有錯誤的堿基攝入時,反應性能將大幅度下降,TaKaRa Ex Taq 和TaKaRa LA Taq 依靠3′→5′Exonuclease活性可將錯配的堿基除去,從而延伸反應能順利地進行下去,使長鏈DNA的擴增成為可能。
污染的監(jiān)測
一個好的實驗室,要時刻注意污染的監(jiān)測,考慮有無污染是什么原因造成的污染,以便采取措施,防止和消除污染。
1、陽性對照:在建立PCR反應實驗室及一般的檢驗單位都應設有PCR陽性對照,它是PCR反應是否成功、產(chǎn)物條帶位置及大小是否合乎理論要求的一個重要的參考標志。陽性對照要選擇擴增度中等、重復性好,經(jīng)各種鑒定是該產(chǎn)物的標本,如以重組質粒為陽性對照,其含量宜低不宜高(100個拷貝以下)。但陽性對照尤其是重組質粒及高濃度陽性標本,其對檢測或擴增樣品污染的可能性很大。因而當某一PCR試劑經(jīng)自己使用穩(wěn)定,檢驗人員心中有數(shù)時,在以后的實驗中可免設陽性對照。
2、陰性對照:每次PCR實驗務必做陰性對照。它包括:
(1)標本對照:被檢的標本是血1清就用鑒定后的正常血1清作對照;被檢的標本是組織細胞就用相應的組織細胞作對照。
(2)試劑對照:在PCR試劑中不加模板DNA或RNA,進行PCR擴增,以監(jiān)測試劑是否污染。
3、重復性試驗。
4、選擇不同區(qū)域的引物進行PCR擴增。
突變:PCR克1隆的一大優(yōu)點是能夠通過克1隆將所需突變引入目的基因中,以便進行突變研究。在 定1點突變中,經(jīng)過設計的PCR引物可將堿基置換、刪除或插入整合到特定序列中。引物定位到已克1隆至質粒中的序列上。隨后,含有引入突變的PCR產(chǎn)物通過自我連接,重新生成環(huán)狀質粒,并用于轉化感受態(tài)細胞。
測序:PCR是為測序富集模板DNA的一種相對簡單的方法。為保證DNA序列準確性,強烈建議使用高保真PCR來制備測序模板。在 Sanger測序中,PCR擴增片段經(jīng)純化并用于測序反應。使用常用的測序引物結合位點對PCR引物的 5′末端進行標記,以簡化測序工作流程。
二代測序 (NGS)中,PCR被廣泛用于構建DNA測序文庫。在NGS文庫制備中,DNA樣品通過PCR反應富集(在起始量有限的情況下)并使用adaptor(以及用于多重檢測的index)標記。除了具有高保真度,DNA聚合酶還應具有zui小的擴增偏好性,從而使測序文庫具有高覆蓋度。