聚合酶链反应技术
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聚合酶链反应技术简称PCR技术,是一种利用DNA变性和复性原理在体外进行特定的DNA片断高效扩增的技术,可检出微量靶序列(甚至少到1个拷贝)。在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在的条件下依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。仅需用极少量模板,在一对引物介导下,在数小时 内可扩增至100万-200万份拷贝。PCR反应分三步:变性、退火及延伸。以上三步为一循环,每一循环的产物作为下一个的模板,这样经过九小时的循环,每一循环的产物作为下一个循环的模板,这样经过数上时的循环后,可得到大量复制的特异性DNA片段。反应条件一般为94℃变性30秒,55℃退火30秒,70-72℃延伸30-60秒,共进行30次循环左右,最后再延伸72℃5分钟,4℃冷却终止反应。
1.逆转录PCR(RT-PCR)用来扩增RNA的方法。
2.竞争逆转录PCR(competitive reverse transcription-polymerase chain rection C-RT-PCR)低丰度RNA定量的好方法。
3.多重PCR(multiples PCR)在同一PCR体系中加入多对引物可用于基天长度很长,发生多处缺失的???
4.多种PCR可同时加入多套以生物素标记的引物起进手PCR反应。
5.反向PCR(iverse polymerase chain reaction)对一个已知的DNA片段两侧的未知序列进行扩增和研究。
6.不对称PCR在扩增循环中引入不同引物浓度,以得到单链DNA并进行列测定,以了解目的基因的序列。
7.锚定PCR(anchored polymerase chain reaction)帮助克服序列未知或序列未全知带来的障碍。在未知序列未端添加同聚物尾序,将互补的引物连接于一段带限制性内切酶位点的锚上,在锚引物和基因另一侧特异性引物的作用下,将未知序列扩增出来。
8.着色互补试验或荧光PCR(color complementation assay or fluorescent PCR)原理是用不同荧光染粒,分别标记于不同寡核苷酸引物上,同时扩增多个DNA片段,反应完毕后,利用分子筛选去多余的引物。用紫外线照射扩增产物,就能显示某一DNA区带荧光染料颜色的组合,如果某一DNA区带荧光染色料颜色的组合,如果某一DNA区带缺失,则会缺乏相应的颜色。
9.双温PCR(two-temperature PCR)仅仅执行两步温度程序。合并退火与延伸温度。一般常用温度是94-95℃和46-47℃。可以提高反应的速度和特异性。
上述这些PCR技术的应用 :(1)PCR技术扩增特定序列为基础,采用多种方法进行检测,如PCR-RFLP、PCR-SSCP从已克隆的双链DNA中产生特异性序列作为分子探针;(2)通过选择性扩增cDNA中产生特异性序列作为分子探针;(2)通过选择性扩增cDNA中的特殊片段,产生针对尚未克隆的基因的探针;(3)从微量mRNA中产生cDNA文库;(4)产生大量用于序列分析的DNA;(5)分析 基因突变;(6)做染色体步移。
10.原位PCR技术: PCR虽然能扩增包括福尔马林固定、石蜡包埋组织的各种标本的DNA,但扩增的DNA或RNA产物不能在组织细胞中定位,因而不能直接与特定的组织细胞特征相联系,这是该技术一个局限性。原位杂交虽具有良好的定位能力,但由于其敏感性问题,尤其是在石蜡切片中,尚不能检测出低含量的DNA或RNA序列。而原位PCR(In situ PCR,简称IS PCR),它可使扩增的特定DNA片段在分离细胞和组织切片中定位,从而弥补了PCR和原位杂交的不足,具有良好的应用前景。目前,已有多种设计的原位PCR扩增仪系统问世,使操作简便,软件灵活,已成为拉增固定细胞和石蜡包埋组织中特定DNA和RNA序列的有用工具。
IS PCR的技术特点
(1)既具有PCR的特异性与高灵敏性,又具有原位杂交的定位准确性;(2)测到低于2个拷贝量的细胞内特定DNA序列,甚至可检测出单一细胞中的仅含一个拷贝的原病毒DNA;(3)有助于细胞内特定核酸序列定位与其形态学变化的结合分析;(4)可用于正常或恶性细胞,感染或非感染细胞的鉴定与区别。
IS PCR的基本方法
IS-PCR是PCR和原位杂交两种技术的绫事,实质是一种将靶DNA或RNA在原位扩增后再进行原位杂交的技术,操作程序基本兼有两种技术的所有过程,首先在适当处理的细胞和组织切片上滴加PCR反应液,然后把载玻片放入热循环仪中进行扩增,最后通过标记的探针进行原位杂交检测扩增产物。
初步应用
有关原位PCR技术应用成功的第一篇报道是对感染绵羊中枢神经系统visna病毒在绵羊脉络从一细胞中检查,通过PCR扩增,仅用150碱基对的短探针就可通过ISH检查到了细胞内的visna病毒。从开始在试管内细胞行PCR扩增后再涂片做ISH(原位杂交)检查,已发展到用福尔马林固定、石蜡切片的常规病理组织方法做原位PCR检查。有传统的标记探针的原位PCR法(间接法),也有将标记物先标记PCR的引物,让标记物扩增后再行ISH检查的直接法。因此,目前就原位PCR方法而言,尚未能获得统一,也即未能比较出哪一种方法最可靠简便,各家报道的原位PCR技术中,在标本处理和种类上尚不同(细胞悬液、涂片、组织切片等),想检测的靶核酸也不同(病毒或体细胞的DNA或mRNA),扩增的方法上有不同(单引物、多引物),最后显示的方法也不同(直接法、间接法)。这些还都有待在今后的工作中积累经验,以求一致。
原位PCR应用的课题,目前正片于开始阶段,还很局限,对人体B细胞淋巴瘤中Ig单拷贝基因重组的检查以及对人体外周血中单核细胞HLA-DQ不同亚型的测定,归纳起来,主要应用于两方面;(1)检测外源怀基因片段,集中在病毒感染的检查上,如HIV、HPV、HBV、CMV等;(2)内源性基因片段,如人体的单基因病、重组基因、易位的染色体、Ig的mRNA片段、癌基因片段等。