PCR那些事「什么是PCR」第一期

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从2019年那个不寻常的大年初一开始，体外诊断行业逐步进入公众的视线，越来越多的人了解到了PCR这个名词，但是有很多人对于PCR知之甚少，许多检验人为此付出了无数的时间和精力，有时候甚至在因为各种莫名其妙的结果接近崩溃，辛辛苦苦做了四五个小时的实验发现结果并不理想，为此伤透了脑筋[伤心][酸]，作为一名PCR方面从事多年的人，很乐意为大家分享我的一些经验。喜欢的小伙伴可以点点关注哦，支持一下呐，我会持续更新相关知识如果您有什么疑惑可以在评论区交流–

那么首先我们要知道什么是PCR？

Polymerase Chain Reaction）学名聚合酶链式反应，是为了解决在体外特异性扩增某个基因的问题，从而满足对核酸的体外研究以及应用的一门生物学技术。

自从1953年沃森克里克这两位伟大科学家发表DNA双螺旋结构之后标志着分子生物学的诞生；1971年Khorana第一个完成了丙氨酸tRNA编码基因的合成，并随即提出体外扩增的构想，但由于当时技术有限，具有强稳定性的聚合酶还没有被发现，因此这一构想一直未被广泛推广，直到1985年Mullis阐述了具有划时代意义的PCR技术，并提出了其体外扩增的一些列条件，然而DNA扩增最关键的聚合酶的研究却始终没有长足的发展，直到1988年，人们从美国黄石国家森林公园的火山温泉中分离出一种嗜热水生真菌，并成功从中提取出一种耐热并且依赖DNA的DNA聚合酶，简称TaqDNA聚合酶，它的发现使PCR体外扩增的设想变成了现实，并得到了广泛地推广及应用。

PCR的原理

PCR从根本上其实就三个阶段，变性，退火，延伸，它是模拟DNA的天然复制，在DNA聚合酶的作用下依赖碱基互补配对原则在模板DNA，引物，和四种脱氧核苷酸存在的条件下进行的一种酶促反应。

首先高温加热变性解链DNA模板，使之变成单链状态，以便其与引物结合；随之冷却到一定温度（一般在55°-60°），此温度情况下可将引物与DNA单链互补序列配对结合；最后延伸，DNA模板-引物其结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，按照碱基互补配对以及半保留复制原则，合成一条全新的目的基因DNA双链。 一个循环的完成，形成一条DNA双链，在下一步变性之后又解成单链，再以上次结合完成的DNA链为模板，如此循环往复，模板DNA的量就会呈现指数倍增加，理论上经过n个循环后，模板量会达到2^n。

PCR的反应进行的条件

1.引物：通常是人工合成的一对寡核苷酸序列，一个引物与靶基因序列的一端DNA模板互补，另一条与靶基因序列的另一端DNA模板互补。引物的目的是为了找到一对合适的核苷酸片段，使其能有效的扩增模板DNA序列，合格的引物设计是有特异性的，它是针对选定的目的基因区域的，不同的厂家对于其设计都有不同的起点以及终点。

2.DNA聚合酶：PCR所选用的DNA聚合酶目前在体外诊断行业，适用于市场的选取绝大多数都是Taq聚合酶，其优点是效率高，它的作用是以DNA单链为复制模板，将游离的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接到新的DNA单链上，催化DNA的合成，其共同的特点是：需要提供合成所需的模板；不能起始新的DNA链，必须要引物提供3’端自由羟基（3′-OH）；合成的方向都是从5’→3’。

3.dNTP：包含dATP，dGTP，dTTP，dCTP及dUTP，是四种脱氧核苷酸单体，是生物合成DNA过程中必不可少的原料，

4.模板：严格意义上来说是一条核苷酸单链，用于与引物的结合以及作为PCR复制的原料，其完整性是保证PCR正常扩增检测的基础。

5：Mg离子：TaqDNA聚合酶是Mg离子依赖酶，其浓度的高低会直接影响到聚合酶的活性，一般反应体系用量为1.5-3mM，在体外诊断试剂里，它存在于PCR缓冲液中。

6.PCR缓冲液：为 酶促反应提供合适的缓冲环境，模拟天然DNA扩增必不可少的一个环节。

那么了解了PCR是什么以及PCR的必要条件之后我们就需要知道PCR在我们的日常中是如何去发挥作用的以及我们为什么需要PCR，各位看官如果有如何想知道的PCR的知识欢迎在评论区留言，小纸条会持续为大家输送各种干货！请持续关注百科小纸条，我们继续来探讨PCR的那些事，下一期我们不见不散。