PCR(Polymerase Chain Reaction,聚合酶链反应)是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法.
它包括三个基本步骤:
(1) 变性(Denature):目的双链DNA、片段在94℃下解链;
(2) 退火(Anneal):两种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;
(3) 延伸(Extension):在Taq DNA聚合酶合成DNA的适温度下,以目的DNA为模板进行合成。由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DNA扩增达106 倍。
PCR反应中的主要成份:
1、引物:PCR反应产物的特异性由一对上下游引物所决定。引物的好坏往往是PCR成败的关键。引物设计和选择目的DNA序列区域时可遵循下列原则:
(1) 引物长度约为16-30bp, 太短会降低退火温度影响引物与模板配对,从而使非特异性增高。太长则比较浪费,且难以合成。
(2) 引物中G+C含量通常为40%-60%,可按下式粗略估计引物的解链温度 Tm=4(G+C)+2(A+T)。
(3) 四种碱基应随机分布,在3'端不存在连续3个G或C,因这样易导致错误引发。
(4) 引物3'端好与目的序列阅读框架中密码子或第二位核苷酸对应, 以减少由于密码子摆动产生的不配对。
(5) 在引物内, 尤其在3'端应不存在二级结构。
(6) 两引物之间尤其在3'端不能互补, 以防出现引物二聚体, 减少产量。两引物间好不存在4个连续碱基的同源性或互补性。
(7) 引物5'端对扩增特异性影响不大, 可在引物设计时加上限制酶位点、核糖 体结合位点、起始密码子、缺失或插入突变位点以及标记生物素、荧光素、等。通常应在5'端限制酶位点外再加1-2个保护碱基。
(8) 引物不与模板结合位点以外的序列互补。所扩增产物本身无稳定的二级结构, 以免产生非特异性扩增,影响产量。
(9) 简并引物应选用简并程度低的密码子, 例如选用只有一种密码子的Met, 3'端应不存在简并性。否则可能由于产量低而看不见扩增产物。
一般PCR反应中的引物终浓度为0.2-1.0μmol/L。引物过多会产生错误引导或产生引物二聚体, 过低则降低产量。利用紫外分光光度计, 可计算引物浓度, 在1cm光程比色杯中,260nm下,引物浓度可按下式计算:
X mol/L= OD260/ A(16000)+C(70000)+G(12000)+T(9600)
X: 引物摩尔浓度,A、C、G、T:引物中4种不同碱基个数。

