标准的聚合酶链式反应过程分为哪三步?

作者&投稿:贸蒋 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
聚合酶链式反应是怎么回事~


聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),简称PCR,是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段,可看作生物体外的特殊DNA复制。PCR在1983年由美国科学家穆利斯发明,随后PCR技术在生物科研和临床应用中得以广泛应用,成为分子生物学研究的最重要技术。穆利斯因此获得了1993年诺贝尔化学奖。
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链成单链,在DNA聚合酶与启动子的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现,DNA在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。因此,通过温度变化控制DNA的变性和复性,并设计引物做启动子,加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。但是,DNA聚合酶在高温时会失去活性,因此,每次循环都得加入新的DNA聚合酶,不仅操作繁琐,而且成本高昂,制约了PCR技术的应用和发展。发现耐热DNA聚合同酶-Taq酶对于PCR的应用有里程碑的意义,该酶可以耐受90℃的高温而不失去活性,不需要每个循环加酶,使PCR技术变得非常简捷,同时也大大降低了成本,PCR技术得以大量应用,并逐步应用于临床。
标准的聚合酶链式反应过程分为三步:
(1)DNA变性(90~96℃):DNA双螺旋结构的生物功能在于复制与转录,加热或在碱性条件下可以使DNA双螺旋的氢键断裂,形成单链DNA,称之为DNA变性。解除条件后,变形的单链DNA可以重新结合起来,再形成双链,称之为DNA复性,又叫退火。DNA双链离解一半时温度称为解链温度(Tm)。不同DNA的解链温度不同,取决于DNA中G—C与A—T的含量的区别。G—C间有3个氢键,A—T间有2个氢键,因此G—C比例大的DNA片段解链温度高,一般,G—C含量每增加1%,PCR变性温度增加0.4℃。Tm范围通常一般在85—95℃之间,PCR变性温度选择90~94℃,变性时间为30秒到2分钟;
(2)退火(25~65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链;
(3)延伸(70~75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端一3′端延伸,合成与模板互补的DNA链。每一循环经过变性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。
现在有些PCR因为扩增区很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的时间内复制完成,因此可以改为两步法,即退火和延伸同时在60~65℃间进行,以减少一次升降温过程,提高了反应速度。PCR反应扩增出了高的拷贝数后,就要对扩增结果进行检测。荧光素(溴化乙锭,EB)染色凝胶电泳是最常用的检测手段。电泳法检测特异性是不太高的,因此引物两聚体等非特异性的杂交体很容易引起误判。但因为其简捷易行,成为了主流检测方法。近年来以荧光探针为代表的检测方法,有逐渐取代电泳法的趋势。
PCR反应特异性强、灵敏度高、简便、快速,对标本的纯度要求低,不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA粗制品及RNA均可作为扩增模板。可直接用于临床标本如血液、体腔液、洗漱液、毛发、细胞、活组织等DNA扩增检测。

(1)DNA变性(90~96℃):DNA双螺旋结构的生物功能在于复制与转录,加热或在碱性条件下可以使DNA双螺旋的氢键断裂,形成单链DNA,称之为DNA变性。解除条件后,变形的单链DNA可以重新结合起来,再形成双链,称之为DNA复性,又叫退火。DNA双链离解一半时温度称为解链温度(Tm)。不同DNA的解链温度不同,取决于DNA中G—C与A—T的含量的区别。G—C间有3个氢键,A—T间有2个氢键,因此G—C比例大的DNA片段解链温度高,一般,G—C含量每增加1%,PCR变性温度增加0.4℃。Tm范围通常一般在85—95℃之间,PCR变性温度选择90~94℃,变性时间为30秒到2分钟;

(2)退火(25~65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链;

(3)延伸(70~75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端一3′端延伸,合成与模板互补的DNA链。每一循环经过变性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。

DNA聚合酶链式反应(PCR)现在有些PCR因为扩增区很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的时间内复制完成,因此可以改为两步法,即退火和延伸同时在60~65℃间进行,以减少一次升降温过程,提高了反应速度。PCR反应扩增出了高的拷贝数后,就要对扩增结果进行检测。荧光素(溴化乙锭,EB)染色凝胶电泳是最常用的检测手段。电泳法检测特异性是不太高的,因此引物两聚体等非特异性的杂交体很容易引起误判。但因为其简捷易行,成为了主流检测方法。近年来以荧光探针为代表的检测方法,有逐渐取代电泳法的趋势。

PCR反应特异性强、灵敏度高、简便、快速,对标本的纯度要求低,不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA粗制品及RNA均可作为扩增模板。可直接用于临床标本如血液、体腔液、洗漱液、毛发、细胞、活组织等DNA扩增检测。

沙漠地区温差大,平均年温差可达30~50℃,日温差更大,夏天午间地面温度可达60℃以上,若在沙滩里埋一个鸡蛋,不久便烫熟了。夜间的温度又降到10℃以下。由于昼夜温差大,达到60℃,因此,有利于植物贮存糖分,所以沙漠绿洲中的瓜果都特别甜。这还只是指空气温度而言,变化更为剧烈的是沙子表面的温度。在炎热的夏天,干燥的沙子在中午强烈的日光照射之下,其温度可以达到70℃。当夜色降临的时候,沙漠表面沙子的温度便开始下降,甚至可以降到10℃以下,仅一天之内的温度变化,就已经超过70℃了。

沙漠中,虽然气温和地表温度变化剧烈,但地下的温度却比较稳定。比如,同样是在夏天,当表面的沙子一天之内温差的变化达70℃时,在地下40cm深处的温度变化只有5℃左右,而平均只是在25℃左右。在寒冷的冬天,地下的温度也比气温和地表温度高得多。有人曾经测量过,当沙子温度高达66℃时,地面以下46cm的洞内,温度仅为16℃。动物如果能够躲进这个洞穴之中,那将是多么凉爽啊!而且在洞穴内,湿度也比较高,这有助于动物减少体内水分的消耗和散失。




聚合酶链式反应步骤
聚合酶链式反应(PCR)是一个标准化的过程,主要分为三个关键步骤:首先,DNA变性阶段(90℃-96℃):在这个高温环境下,双链DNA模板的氢键被打破,导致DNA分子分离成两条单链。其次,退火阶段(25℃-65℃):温度降低后,引物与单链DNA模板结合,形成局部的互补双链结构。这是PCR反应中的关键步骤,...

聚合酶链式反应
聚合酶链式反应步骤分为三步:聚合酶链式反应DNA变性(90℃96℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA聚合酶链式反应退火(60℃65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链。DNA骨架结构是由磷酸与糖类基团交互排列而成。组成脱氧核糖核酸的糖类分子为环状的2-脱氧核糖,属于五碳...

简述PCR技术操作步骤
主要的技术步骤是:(1)DNA变性 加热使靶DNA序列双链解离成单链DNA。(2)引物与靶DNA退火 适当降低温度,使两个引物分别结合成靶DNA两条的3′末端向5′末端延伸。(3)引物延伸 在DNA聚合酶的催化下,引物沿着靶DNA3′末端向5′末端延伸。新合成的DNA链在变性解离后,又可作为模板与引物杂交,并...

聚合酶链式反应是什么?
聚合酶链式反应(英文:Polymerase chain reaction,缩写:PCR),是一种分子生物学技术,用于扩增特定的DNA片段,这种方法可在生物体外进行,不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。这种方法由凯利·穆利斯(Kary Mullis)于1983年开发,当时他是Cetus公司的雇员,也是1993年诺贝尔化学奖的获得者,它是一种简单,...

什么是聚合酶链反应(PCR)?
聚合酶链反应(PCR)的基本原理是一种酶促合成反应。即在模板DNA、引物和脱氧核糖核苷酸存在下,在DNA聚合酶的作用下,使DNA链扩增延伸。试验先通过加热变性,使DNA双螺旋的氢链断裂,解离成单链DNA;然后通过退火,突然降温使引物与其互补的模板在局部形成杂交链;然后再在DNA聚合酶、脱氧核糖核苷三磷酸...

聚合酶链式反应
聚合酶链式反应 答案:聚合酶链式反应是一种分子生物学技术,用于扩增特定的DNA或RNA片段。它通过模拟生物体内的DNA复制过程,利用热循环和特定的引物,在体外实现对特定序列的精准复制。PCR技术广泛应用于基因克隆、疾病诊断、法医鉴定等领域。解释:1. PCR技术的基本原理:PCR利用DNA的复制机制,通过一系列...

聚合酶链式反应
聚合酶链式反应(PCR)是一种强大的分子生物学技术,常在实验室中进行,用于放大和检测特定DNA片段。它通过模拟生物体内DNA的复制过程,实现从极少量样本中扩增DNA,尤其在法医学、古生物学和疾病检测等领域发挥着关键作用。PCR技术利用稳定的Taq DNA聚合酶,经过变性、退火和延伸三个步骤,能在短时间内显著...

PCR技术的操作步骤。
DNA聚合酶链式反应技术简称PCR技术,是一种以模板DNA为基础,在引物和4种脱氧核糖核苷酸存在的条件下,利用DNA聚合酶的酶促反应,完成对模板的目的片段的快速扩增的过程,其依赖于3个温度的反复循环。每一循环的3个步骤为:(1)变性:即双链DNA在94℃条件下,通过热变性使模板的双链DNA氢键断裂而变成单...

聚合酶链式反应实验建立
根据相关规定,实验室通常分为四部分:1) 试剂储存和准备区,用于存放2-8℃和-15℃冰箱、混匀器等设备,以及必需的消耗品如手套和离心管;2) 标本制备区,设有2-8℃或-20℃冰箱、高速离心机等,配备超净工作台和特殊工作服;3) 扩增反应混合物配制和扩增区,如果使用全自动分析仪,这部分可能与...

pcr原理是什么?
PCR原理是生物学的聚合酶链反应。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。PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合...

封开县13646964169: PCR技术具体的过程 -
东野都牛黄:[答案] PCR技术(聚合酶链式反应)由变性--退火(复性)--延伸三个基本反应步骤构成: ①模板DNA的变性:模板DNA经加热至94℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应...

封开县13646964169: 生化退火的名词解释 -
东野都牛黄: "退火“生物化学概念名词,与生物化学概念名词"复性"同义.DNA分子受热变性,双链分开,若再缓慢冷却至室温,则在260nm处吸光度降到变性前的值,这一过程称为“退火”.经退火处理,可使变性DNA的两条多核苷酸链重新聚合成...

封开县13646964169: 聚合酶链式反应的过程是怎样的?
东野都牛黄: PCR(聚合酶链式反应)是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链.基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制.

封开县13646964169: PCR共分几步? -
东野都牛黄:[答案] 标准的PCR过程分为三步: 1.DNA变性 (90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA 2.退火 (25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链. 3.延伸 (70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最...

封开县13646964169: 高中生物的聚合酶链式反应原理中标志的基因在哪步进行?
东野都牛黄: PCR技术,就是你说的聚合酶链式反应.它的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于DNA碱基对排列顺序.PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板...

封开县13646964169: 简述聚合酶链式反应(PCR)的原理和具体过程. -
东野都牛黄: 原理就是DNA半保留复制吧 过程只要记住 1.DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下, 氢键断裂,形成单链DNA 2.退火(25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链. 3.延伸(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最佳)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的DNA链. 还有就是体外快速DNA复制 还有就是PCR反应五要素: 参加PCR反应的物质主要有五种即引物(PCR引物为DNA片段,细胞内DNA复制的引物为一段RNA链)、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+). 个人觉得这些才是重点

封开县13646964169: 标准的PCR过程一般分为变性、复性、延伸三大步,这三大步需要的温度依次是() -
东野都牛黄:[选项] A. 94℃、55℃、72℃ B. 72℃、50℃、92℃ C. 50℃、92℃、72℃ D. 80℃、50℃、72℃

封开县13646964169: 聚合酶链式反应的定义、原理及应用 -
东野都牛黄:[答案] 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,为最常用的分子生物学技术之一.典型的PCR由(1)高温变性模板;(2)引物与模板退火;(3)引物沿模板延伸三步反应组成一个循...

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