反向PCR(Inverse PCR或IPCR)是一种基于PCR技术的DNA分析方法,用于扩增DNA分子中的未知序列或附近的DNA区域。其原理是利用已知序列的末端反向扩增未知序列的内部部分。
反向PCR的步骤如下:
1. DNA样品经酶切处理,产生一条单链DNA,并用另一端已知的引物进行寡核苷酸(oligo)引物链接(ligation)处理,形成环状DNA。
2. 用与这段已知序列相反方向的引物进行PCR扩增,形成两条末端不同的DNA片段。
3. 通过凝胶电泳和测序等手段分析反向PCR扩增产物,得到未知序列和已知序列之间的DNA区域。
反向PCR方法的优点包括:
1. 适用于已知序列两侧的未知序列扩增;
2. 引物设计方便,且可以使用已知的序列;
3. 可用于克隆少量DNA分子。
不过,反向PCR方法也存在一些缺点,如:
1. 引物设计时需注意目标DNA的大小、GC含量等因素;
2. 容易造成假阳性结果,需要较高的技术操作水平和谨慎处理;
3. 只能用于特定的DNA序列扩增,无法检测全基因组变异等复杂情况。
巢式PCR(nested PCR),是指利用两套PCR引物(巢式引物)对进行两轮PCR扩增反应。 在第一轮扩增中,外引物用以产生扩增产物,此产物在在内引物的存在下进行第二轮扩增。 由于巢式PCR反应有两次PCR扩增,从而降低了扩增多个靶位点的可能性(因为与两套引物都互补的引物很少)增加了检测的敏感性;又有两对PCR引物与检测模板的配对,增加了检测的可靠性。 一般应用于动物方面。如:病毒,梅毒螺旋体,HIV,肿瘤基因等 巢式PCR,可以在10的六次方基因组背景下检测到一个拷贝的病毒基因,也不像二次PCR容易产生成片的产物,是效果最好的PCR,但也因此是最容易污染的PCR
PCR(聚合酶链反应)是一种可以快速扩增特定DNA序列的实验技术。它的工作原理是,通过使用特殊的酶,以及DNA合成的特殊化学反应,来复制任意DNA序列。
PCR通常使用特定的引物与特定的模板DNA片段结合,然后使用DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)在热重复循环中复制DNA片段。
由一条RNA单链转录为互补DNA(cDNA)称作“逆转录”,由依赖RNA的DNA聚合酶(逆转录酶)来完成。随后,DNA的另一条链通过脱氧核苷酸引物和依赖DNA的DNA聚合酶完成,随每个循环倍增,即通常的PCR。原先的RNA模板被RNA酶 H降解,留下互补DNA。 RT-PCR的指数扩增是一种很灵敏的技术,可以检测很低拷贝数的RNA。RT-PCR广泛应用于遗传病的诊断,并且可以用于定量监测某种RNA的含量。(检测基因表达的方法,参见Northern Blot法。 RT-PCR的关键步骤在是RNA的反转录,要求RNA模版为完整的且不含DNA、蛋白质等杂质。常用的反转录酶有两种,即鸟类成髓细胞性白细胞病毒(avian myeloblastosis virus,AMV)反转录酶和莫罗尼鼠类白血病病毒(moloney murine leukemia vrius,MMLV)反转录酶。 RT-PCR有时候也会指代实时PCR(real-time PCR)。为了与逆转录PCR相区别,通常被写作“定量PCR”(quantitative PCR)或者RTQ-PCR(real-time quantitative PCR)。
原理:以拟扩增的DNA为模板,以一对分别与模板5'-端和3'-端互补的寡核苷酸片段为引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成,重复这一过程,即可使目的DNA片段得到扩增。
主要步骤:
①变性,将反应体系加热至95℃,使模板DNA完全变性成为单链,同时引物自身以及引物之间存在的局部双链也得以消除;
②退火,将温度下降至适宜温度(一般较Tm低5℃)使引物与模板DNA退火结合;
③延伸,将温度升至72℃,DNA聚合酶以dNTP为底物催化DNA的合成反应。
荧光定量 PCR 最早称 TaqMan PCR ,后来也叫 Real-Time PCR ,是美国 PE ( Perkin Elmer )公司 1995 年研制出来的一种新的核酸定量技术。
该技术是在常规 PCR 基础上加入荧光标记探针或相应的荧光染料来实现其定量功能的。
其原理:随着 PCR 反应的进行, PCR 反应产物不断累计,荧光信号强度也等比例增加。
每经过一个循环,收集一个荧光强度信号,这样我们就可以通过荧光强度变化监测产物量的变化,从而得到一条荧光扩增曲线图。
是将一个PCR反应体系分配到大量微小的反应单元中,在每个单元包含一个或多个拷贝的目标分子( DNA 模板) ,进行单分子模板扩增,扩增结束后通过阳性反应的数目和统计学方法计算原始样本中目标基因的拷贝数。
逆转录PCR
由一条RNA单链转录为互补DNA(cDNA)称作“逆转录”,由依赖RNA的DNA聚合酶(逆 转录酶)来完成。随后,DNA的另一条链通过脱氧核苷酸引物和依赖DNA的DNA聚合酶完成,随每个循环倍增,即通常的PCR。原先的RNA模板被RNA酶 H降解,留下互补DNA。
RT-PCR的关键步骤是在RNA的反转录,要求RNA模版为完整的且不含DNA、蛋白质等杂质。常用的反转录酶有两种,即鸟类成髓细胞性白细胞病毒反转录酶和莫罗尼鼠类白血病病毒反转录酶。
PCR全称多聚酶链式反应,原理是DNA的体外扩增。具体来说:在EP管里加入DNA、合成原料(dNTP、引物)、耐热的DNA聚合酶(taq)后,放入PCR仪,PCR仪会利用升温使DNA变性,在聚合酶的作用下使单链复制成双链,进而达到基因复制的目的。用途:
1、核酸的基础研究:基因组克隆2、不对称PCR制备单链DNA用于DNA测序3、反向PCR测定未知DNA区域4、反转录PCR(RT-PCR)用于检测细胞中基因表达水平、RNA病毒量以及直接克隆特定基因的cDNA5、荧光定量PCR用于对PCR产物实时监控6、cDNA末端快速扩增技术7、检测基因的表达8、医学应用:检测细菌、病毒类疾病;诊断遗传疾病;诊断肿瘤;应用于法医物证学
PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。
双链DNA在多种酶的作用下可以变性解旋成单链,在DNA聚合酶的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。
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