关于PCR技术及其应用实例和前景

2021年1月24日发(作者：鲍廷博)
PCR
技术及其应用实例和前景

检验
0905
郭媛媛


PCR
是我们研究

分子生物学的重要方法和工具，
随着医学科技< br>的不断发展，这种技术越来越被人们看重，越来越多的应用到
我们的科技研究之中，作为医学检验 工作者，这种技术也是我
们必须掌握的从这篇文章中让我们了解一下它在实践之中的前景。

摘要：
PCR (ploymerse chain reaction)
技术
[1]
，即聚合酶链反应技术，又称基
因体外扩增技术或和核酸体外扩增技术，
利用 两种与相反链杂交并利用附着于目
标
DNA
两端的寡核苷酸引物在高温
(95°C
)
使目标
DNA
片断的
DNA
双链变性，分< br>解为单链，
在较低温度
(37-
63°C
)
与引物退火，然后变温到
72°C
左右。
在耐高
温
DNA
聚合物酶的 作用下引物被沿样板
DNA
单链延伸合成互补链，
然后有变性→
退火→延伸反 复进行。引物大大过量，
dNTP
过量，酶在高温中是较稳定的，这
样经过几十个循环 ，
目标
DNA
片断就按
2
的
n
次方递增，
用此法可以从
mRNA
中，
cDNA
库中扩出目标基因。
总之，生物体内核酸的复制是半保留复制，
PCR
技术就
是在体外对此进行复制模拟。< br>
关键词：
PCR
技术；
DNA
；应用；工程效益扩大

1
引言

人类利用微生物的实践具有悠久的历史，
公元前，
人类就已经利用天然的微
生物（酶）生产奶酪和酒。进入工业革命时代，人们开始对天然微生物进行筛 选
和诱变，生产某些简单的代谢产物，氨基酸，维生素和抗生素。

20
世纪
60
年代至今，
随着人类虽微生物认识的加深，
DNA
重组技术的出 现，
发酵技术的提高：
更多的微生物可产生各种各样的抗生素，
应用于医学微生物学< br>(Medical
Microbiology)
中；更多微生物被发现可产生促生物质 ，有利于人和动
植物的生长，对农业科学
(Agriculture)
有着极重要的支 持；还有些微生物的代
谢产物是重要的化工原料，加速了化工产业
(Chemical Ind ustry)
的完善；再有
些微生物被广泛应用于法医鉴定
(Forenic)
、医学
(Medical
Science)
、环境监测
(Environment Supervise)
分子克隆
(Member Clone)
、序列分析
(Alignment
Analysis)
、考古研究
(Archaeology
Search)
等重要学科，具有广泛的应用前景，
这就是我要介绍的
PCR
技术。

2 PCR
技术原理

下面我通过摘录了一个实验
[2]
， 来介绍一下
PCR
技术的过程及其原理
(
至于
它详细的实验过程和方 法详见参考文献
)
。
.
在
94°C
高温下双链变性，分离 出
DNA
单链的模板，然后降温
(
55°C
)
，然
添加的与
DNA
单链配对，紧接着温度升高
(
72°C
)
， 在
DNA
聚合酶的作用下，脱
氧核苷三磷酸开始渗入，并从引物的结合端开始，按5ˊ
-
3ˊ方向延伸，合成出
新生的
DNA
互补链，
这 一过程称为一循环，
然后重复该循环，
模板
DNA
被大量复
制。
在此，
我要特别强调几点注意事项，
这也是这个实验设计者提醒我们需要注意的地方：

(1)
在配置
PCR
反映体系的过程中，
Taq
酶应在加入
dNTP
混合物后加入，因为
有些酶的
3ˊ-
5ˊ的外切酶反应较强，
反映体系如果不含
dNTP
，
反应体 系中的引
物可能被分解。

(2)
非特异性扩增产物，
可能是模板 有与引物同源性高的其他位点，
其次是复性
温度太低，适当提高复性温度就可以解决这些问题。

以上实验可清楚明了地向我们展示
PCR
技术的原理。

3 PCR
技术分类

PCR
技术自从
1985
年 由
Millus
创立后，经历了
20
年的飞速发展，是传统
微生物学 与现代基因学之间的完美结晶，
已成为当今世界上不可或缺的一项重要
的微生物应用技术，下面 我将介绍几种常用的
PCR
技术
[3]

3.1
反转录
PCR
反转录
PCR(reverse transcription PCR, RT-PCR)
即以
RNA
分子为模板的< br>扩增技术，主要用于克隆
cDNA
、检测
RNA
病毒、合成
c DNA
探针机构建
RNA
高效
转录系统。

3.2
定量
PCR
定量
PCR(quantitative PCR)
的基本原理是。假定其反应产物的数量同反映
混合物中起始模板的
mRN A
或
DNA
的量成正比，因此通过琼脂糖电泳样品条带得
比较，
便可 以确定两种
PCR
产物之间的数量关系。
另外定量
PCR
还有广义和 狭义
之分
[4]
，在此就不详细介绍了。

3.3
实时荧光定量
PCR
所谓实时荧光定量
PCR(real- time quantitative PCR)
技术，是指在
PCR
反
应体 系中加入荧光基团，
利用映光信号积累实时监测整个
PCR
进程，
最后通过校
正曲线对未知模板进行定量分析的方法。
该技术不仅实现了
PCR
从定性到定 量的
飞跃，还具有特异性更强、有效解决了
PCR
污染问题、自动化程度高等特点，目
前已得到广泛应用。

3.4
重组
PCR
重组
PCR(recombinant
PCR
RP-PCR)
是 指用
PCR
法在
DNA
片段上进行点突变，
即扩增产物中含有域模板 序列不同的碱基。
利用重组
PCR
可造成
DNA
片段的碱基
插入或缺失，从而研究目的基因片段的功能。

3.5
反向
PCR
反向
PCR(inverse PCR IP-CR)
是对一个已知的
DNA
片断序列两侧的未知序
列进行扩增和研究的技术。

3.6
多重
PCR
多重
PCR(multiplex PCR)< br>即在同一反应体系中加入多对引物，扩增同一模
板的几个区域。
多重
PCR可同时检测多个突变位点或病原生物，
有利于遗传病和
感染性疾病的诊断。

3.7
不对称
PCR
不对称
PCR(asymmetric PCR)
即在扩增体系中加入不同浓度的引物，而得到
单链
DNA
产物。

另外还有几种新型的、最近兴起的
PCR
技术
[5]
，虽 不十分成熟，但发展前景
十分广阔。它们包括：

3.8
原位
PCR
原位
PCR
是指对组织细胞中特异
DNA
或
RNA
进行
PCR
扩增，然后再用原位
PCR
进行扩增，然后再用原位杂交对扩增产 物进行定量分析的一种方法。目前有
报道
[6]
用这种方法可检测出组织细胞中的人乳 头瘤病毒、
艾滋病毒、
结核杆菌等。

3.9
巢式
PCR
巢式
PCR
比常规
PCR
灵敏度大大提高，
同时第二次扩增 又可鉴定第一次扩增