PCR实验步骤.doc

《PCR实验步骤.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PCR实验步骤.doc（4页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、聚合酶链式反应（PCR） 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环，通过多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。其主要步骤是：将待扩增的模板DNA置高温下（通常为93-94）使其变性解成单链；人工合成的两个寡核苷酸引物在其合适的复性温度下分别与目的基因两侧的两条单链互补结合，两个引物在模板上结合的位置决定了扩增片段的长短；耐热的DNA聚合酶（Taq酶）在72将单核苷酸从引物的3端开始掺入，以目的

2、基因为模板从53方向延伸，合成DNA的新互补链。 PCR能快速特异扩增任何已知目的基因或DNA片段，并能轻易在皮克（pg）水平起始DNA混合物中的目的基因扩增达到纳克、微克、毫克级的特异性DNA片段。因此，PCR技术一经问世就被迅速而广泛地用于分子生物学的各个领域。它不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析，还可以用于突变体和重组体的构建，基因表达调控的研究，基因多态性的分析，遗传病和传染病的诊断，肿瘤机制的探索，法医鉴定等诸多方面。通常，PCR在分子克隆和DNA分析中有着以下多种用途：(1) 生成双链DNA中的特异序列作为探针；(2) 由少量mRNA生成 cDNA文库；(3) 从cDNA

3、中克隆某些基因；(4) 生成大量DNA以进行序列测定；(5) 突变的分析；(6) 染色体步移；(7) RAPD、AFLP、RFLP等DNA多态性分析等。一、试剂准备1. DNA模版2对应目的基因的特异引物310PCR Buffer 42mM dNTPmix：含dATP、dCTP、dGTP、dTTP各2mM5Taq酶二、操作步骤 1在冰浴中，按以下次序将各成分加入一无菌0.5ml离心管中。10PCR buffer 5 l dNTP mix （2mM） 4 l 引物1（10pM） 2 l 引物2（10pM） 2 l Taq酶 （2U/l） 1 l DNA模板（50ng-1g/l） 1 l 加ddH

4、2O至 50 l 视PCR仪有无热盖，不加或添加石蜡油。2 调整好反应程序。将上述混合液稍加离心，立即置PCR仪上，执行扩增。一般：在93预变性3-5min，进入循环扩增阶段：93 40s 58 30s 72 60s，循环30-35次，最后在72 保温7min。3 结束反应，PCR产物放置于4待电泳检测或-20长期保存。4PCR的电泳检测：如在反应管中加有石蜡油，需用100l氯仿进行抽提反应混合液，以除去石蜡油；否则，直接取5-10l电泳检测。三、PCR反应体系的组成与反应条件的优化 PCR反应体系由反应缓冲液（10PCR Buffer）、脱氧核苷三磷酸底物（dNTPmix）、耐热DNA聚合酶

5、（Taq酶）、寡聚核苷酸引物（Primer1，Primer2）、靶序列（DNA模板）五部分组成。各个组份都能影响PCR结果的好坏。1 反应缓冲液：一般随Taq DNA聚合酶供应。标准缓冲液含：50mM KCl，10mM Tris-HCl（pH8.3室温），1.5mM MgCl2。Mg2+的浓度对反应的特异性及产量有着显著影响。浓度过高，使反应特异性降低；浓度过低，使产物减少。在各种单核苷酸浓度为200M时，Mg2+为1.5mM较合适。若样品中含EDTA或其它螯合物，可适当增加Mg2+的浓度。在高浓度DNA及dNTP条件下进行反应时，也必须相应调节Mg2+的浓度。据经验，一般以1.5-2mM（终

6、浓度）较好。2 dNTP ：高浓度dNTP易产生错误掺入，过高则可能不扩增；但浓度过低，将降低反应产物的产量。PCR中常用终浓度为50-400M的dNTP。四种脱氧三磷酸核苷酸的浓度应相同，如果其中任何一种的浓度明显不同于其它几种时（偏高或偏低），就会诱发聚合酶的错误掺入作用，降低合成速度，过早终止延伸反应。此外，dNTP能与Mg2+结合，使游离的Mg2+浓度降低。因此，dNTP的浓度直接影响到反应中起重要作用的Mg2+浓度。3 Taq DNA聚合酶酶：在100l反应体系中，一般加入2-4U的酶量，足以达到每min延伸1000-4000个核苷酸的掺入速度。酶量过多将导致产生非特异性产物。但是，

7、不同的公司或不同批次的产品常有很大的差异，由于酶的浓度对PCR反应影响极大，因此应当作预试验或使用厂家推荐的浓度。当降低反应体积时（如20l或50l），一般酶的用量仍不小于2U，否则反应效率将降低。4 引物：引物是决定PCR结果的关键，引物设计在PCR反应中极为重要。要保证PCR反应能准确、特异、有效地对模板DNA进行扩增，通常引物设计要遵循以下几条原则： 引物的长度以15-30bp为宜，一般（G+C）的含量在45-55%，Tm值高于55Tm=4(G+C)+2(A+T)。应尽量避免数个嘌呤或嘧啶的连续排列，碱基的分布应表现出是随机的。 引物的3端不应与引物内部有互补，避免引物内部形成二级结构，

8、两个引物在3端不应出现同源性，以免形成引物二聚体。3端末位碱基在很大程度上影响着Taq酶的延伸效率。两条引物间配对碱基数少于5个，引物自身配对若形成茎环结构，茎的碱基对数不能超过3个由于影响引物设计的因素比较多，现常常利用计算机辅助设计。 人工合成的寡聚核苷酸引物需经PAGE或离子交换HPLC进行纯化。 引物浓度不宜偏高，浓度过高有两个弊端：一是容易形成引物二聚体（primer-dimer），二是当扩增微量靶序列并且起始材料又比较粗时，容易产生非特异性产物。一般说来，用低浓度引物不仅经济，而且反应特异性也较好。一般用0.25-0.5pM/l较好。 引物一般用TE配制成较高浓度的母液（约100M

9、），保存于-20。使用前取出其中一部分用ddH2O配制成10M或20M的工作液。5 模板：PCR对模板的要求不高，单、双链DNA均可作为PCR的样品。虽然PCR可以用极微量的样品（甚至是来自单一细胞的DNA）作为摸板，但为了保证反应的特异性，一般还宜用g水平的基因组DNA或104拷贝的待扩增片段作为起始材料。原材料可以是粗制品，某些材料甚至仅需用溶剂一步提取之后即可用于扩增，但混有任何蛋白酶、核酸酶、Taq DNA聚合酶抑制剂以及能结合DNA的蛋白，将可能干扰PCR反应。6 PCR循环加快，即相对减少变性、复性、延伸的时间，可增加产物的特异性。四、注意事项PCR反应应该在一个没有DNA污染的干

10、净环境中进行。最好设立一个专用的PCR实验室。纯化模板所选用的方法对污染的风险有极大影响。一般而言，只要能够得到可靠的结果，纯化的方法越简单越好。所有试剂都应该没有核酸和核酸酶的污染。操作过程中均应戴手套。PCR试剂配制应使用最高质量的新鲜双蒸水，采用0.22m滤膜过滤除菌或高压灭菌。试剂都应该以大体积配制，试验一下是否满意，然后分装成仅够一次使用的量储存，从而确保实验与实验之间的连续性。试剂或样品准备过程中都要使用一次性灭菌的塑料瓶和管子，玻璃器皿应洗涤干净并高压灭菌。PCR的样品应在冰浴上化开，并且要充分混匀。4应 匀 分要开 浴应的 酶灭并涤皿玻管和 ） 0 ） 中离 菌一成次按中冰步二

11、酶 、 ： 0 引特基对模 准一等性态 、 (移体 析突 ；测进 大 (些克= = = ?. 库 成 量少 为序的 双 )：种着有 隆= / 子 通面等定索的肿诊染传，分多因的达因建的体突用，序核隆 克 = & ? / : 离于可它领各物于用而被经技 因片 特级克、达因的中 水 皮轻并 基目增特速 链互 合伸向 板模基入开 物苷将 酶 （ 热短长扩决的结模引合补单侧因与下温适合物寡两工链解其- 为温置板的待骤要其迅 的，环循过循成步延沿引；火物引板变高由 型一学生的为法的 异合酶是 应菌性 使都程 品试性/的实与）确存储使仅装然否是试配以都。 灭菌过 膜 0采蒸的质应剂 应中作。酸核没该有越法

12、化结可够只而般大险染对用所模验 的个好行境净污 个在应 事四。特加，的、变对，循 应 干可蛋的合以剂合 酶、蛋何混增可取一剂至甚，粗是原。始段扩的 组 / 水用般，异反了板为 胞单自甚的微可 然样 作 双单求板模 液 0 成 用中出使-保 液度浓制 一引好 -0一。性反，仅物浓，一产异生容较料起列量扩二 - （二引形一弊有浓偏度引纯 子或 需苷聚的人助机用常多因设物于过不基茎结茎对身物 基配引。率的 响度在位。二成，性现端物两构级部引补部引应 引的是表分，排的嘧数量。)+ += 值， 含 （，为 长物则几遵设物增行 对效异准应 证。中反在物键的结 引引 。降效，于仍用般，0如（应当浓荐用验预当因影 的由，大有的不司同但。异生将量。掺苷个 0伸 每以量 入般中反0在酶 度 要重应接浓 因度 的使， 与 。延终，速降作错酶发就低偏时它不度种何其，度的酸三种 的 -为终用 。产反，度；不可高误产 度： 较） .以，据的 应相，行件 及 高。+ 增，螯或 样合 . 时0度苷各在物，浓降性使过浓著有产特反度+ ，室 （ 0 0含缓标供聚 般：应 。好 影都各组分板 序） 物核寡 聚 、 （酸苷脱 （缓由反的件成系反 、。电0 直否蜡以，反行仿0 ，蜡管应：电的存期或电 置 ，反 。 保后次 ， 阶扩进 预：。执上 即，液混。应好。石添，无仪 0 至 ）