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PCR反应之DNA体外复制分析稳定细胞系构建

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ningxueqin 发表于 2024-05-11 16:08:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
  聚合酶链反应简称PCR(Polymerase Chain Reaction),是以DNA半保留复制机制为基础,发展出的体外酶促合成、扩增特定核酸片段的一种方法。
- ]7 O, t1 S7 }% B5 y& e" i  一、模板和底物8 E& Q0 I) P+ ]' |2 ~
  DNA复制是模板依赖性的,必须以亲代DNA链作为模板,稳定细胞系构建亲代DNA的两股链解开后,可分别作为模板进行复制。同时,DNA复制需要以四种脱氧核糖核苷酸,即dATP、dGTP、dCTP、dTTP,为底物合成子代DNA。
; `: m9 z; ~. e7 G  在体外进行DNA复制时,模板和底物均可通过人工添加解决。
% O; O" w7 @4 G/ I& F  二、引物
: _3 P/ q# W4 `4 O3 \4 m  DNA聚合酶必须以一段具有3’端自由羟基(3’-OH)的RNA作为引物,才能开始合成子代DNA链。7 K& i* a/ f$ L7 X1 d' S
  在体外进行DNA复制时,可以人工合成具有特定序列的寡核苷酸作为引物,该引物序列与进行扩增的目的核酸片段互补匹配,从而开始目的片段的扩增。
2 m; @9 _& q9 Q$ c  因为引物的碱基序列需要与目的片段相匹配,在合成引物之前,必须首先已知目的片段的碱基序列,至少也要知道目的片段的部分序列,从而确定合成引物的碱基序列。
  G1 z# j4 T# X  三、模板双链的解旋: \6 W* E: h( N3 f: W) V5 ?8 T
  在DNA的半保留复制机制中,双链DNA的解旋是在拓扑异构酶和解链酶的作用下完成的,该过程需要拓扑异构酶识别DNA的复制起点才能开启,而体外扩增特定的核酸片段只需要特异性的复制目的核酸片段,因而需要一种方式使得模板DNA解旋为单链DNA,之后在使之与引物结合,从而特异性的扩增目的核酸片段。4 X) s1 E; Q- k$ l# ^  f- [6 \1 f
  三、DNA的变性/ K' M- t$ G% {
  DNA变性是指核酸双螺旋结构中碱基对的氢键断裂,使得双链变为单链的过程。& x/ M/ V& u1 w( R
  对双链DNA进行加热可以使其发生变性,当温度升高到一定高度时,DNA在260nm处的吸光度会突然发生明显的上升,并达到最大值,之后温度继续上升,其吸光度也不会发生明显变化,若以温度对DNA溶液的260nm吸光度做图,会得到典型的DNA变性S型曲线。- t* C! x5 A& n/ d0 t: w. u$ t
  DNA的变性是在一个很窄的温度范围内发生的,通常将核酸加热变性过程中,紫外光吸收值达到最大值50%时的温度称为核酸的熔解温度 (Tm, melting temperature)。
8 T5 ?# B7 {2 s! Q4 L  1. 特定核酸分子的Tm值与其G+C含量成正相关,GC% = (Tm-69.3) × 2.44;7 r% N/ @/ D/ b7 D' h
  2. Tm值的大小还与核酸分子的长度有关,核酸分子越长,Tm值越大;: Z3 s. u8 J# X; B, v7 n$ y) ~
  3. 粒子强度越高,熔解温度越高,熔解温度范围越窄。
% J( c& o, A% x1 j0 U  四、DNA的复性
2 ]8 o% q$ Q, j' G) f  加热变性的DNA在缓慢冷却后可以由单链恢复为双链结构,这一过程称为DNA的复性,也称为“退火 (annealing)"。
: V) \- f" `6 i8 ^& X" W1 w0 y  当温度降低至比变性DNA的Tm低25℃时,其复性效果*佳,越远离此温度,复性效果越差。
" m) P+ o3 S3 M2 c/ Z; G  因此,可以利用此特性,在加热使模板DNA变性后,将温度降低至特定温度,从而使所加引物与模板DNA复性结合,进而能够对引物所规定的核酸片段进行特异性的扩增。7 H& u6 ]7 m' b
  五、DNA聚合酶
% {% b6 K6 }4 j* x  为了使模板中特定的核酸片段进行扩增,在模板与引物结合后,需要有DNA聚合酶的参与,但是由于DNA变性和复性过程的温度较高,普通的DNA聚合酶在此过程中会由于温度过高而失活。
1 {1 r2 _2 j" B; t) {  科学家为了解决该问题,从水生栖热菌 (Thermus Aquaticus) 中分离出了具有热稳定性的DNA聚合酶,该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活。$ q& P8 D; q  ~

4 j" b0 x8 m( J8 w: x- O8 b
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过客 发表于 2025-11-11 02:42:16 | 显示全部楼层
刚好遇到类似问题,看完这个帖子心里有底了
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他如何 发表于 2026-03-03 08:40:15 | 显示全部楼层
学习到了,之前一直没注意过这个点,受教了
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2217949089 发表于 2026-03-22 20:43:25 | 显示全部楼层
完全赞同,我也是这么认为的,英雄所见略同~
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知足常乐 发表于 2026-03-23 02:07:28 | 显示全部楼层
内容很干货,没有多余的废话,值得反复看
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努力哈 发表于 2026-03-28 03:02:14 | 显示全部楼层
这个分享太实用了,刚好能用到,感谢楼主!
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radarxu 发表于 2026-03-28 10:28:13 | 显示全部楼层
蹲了这么久,终于看到有价值的讨论,支持一下!
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