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PCR反應開始前的準備工作與操作步驟
閱讀:296 發(fā)布時間:2023-10-23PCR反應開始前的準備工作:
PCR反應開始前,你需要準備好DNA模板(基因組DNA或者反轉(zhuǎn)錄制備的cDNA),特異性的引物(手動設計或利用軟件設計)并選擇合適的商業(yè)化DNA聚合酶(根據(jù)實驗的目的不同做出決定)。
1、DNA聚合酶的選擇。
市面上有多種DNA聚合酶可供選擇,他們的特性也各有不同。因此你需要選擇自己實驗需要的產(chǎn)品。通常我們將DNA聚合酶分為高保真性聚合酶和普通的Taq聚合酶。如果你希望得到?jīng)]有任何突變的PCR產(chǎn)物,那應當選擇高保真聚合酶。若你只是希望判斷特異性序列的存在與否,那普通的Taq聚合酶已經(jīng)足夠。另外要注意的一點是,進行T載體連接的時候,要了解高保真的聚合酶所得的產(chǎn)物是沒有A末端的,因此你在T載體連接之前需要進行加A反應?;蛘咧苯舆x用普通的Taq聚合酶。
2、引物。
引物特異性會影響到PCR反應成功的可能性,好的引物設計對PCR成功至關(guān)重要。設計引物時,有以下幾條原則需要謹慎考慮:
1)、引物長度。通常PCR引物長度在18-22個堿基之間。這對引物的特異性以及退火溫度而言均已足夠。
2)、解鏈溫度Tm。Tm值的定義是使得一半雙鏈DNA解螺旋成為單鏈DNA的溫度。引物的Tm值通常要在52-58度之間。
3)、GC含量。GC含量為40-60%。
就目前而言很多軟件都可以用來設計引物,如primer5和Oligo。通常這些軟件設計得到的引物均可以滿足需要。
操作步驟:
準備好各種試劑和PCR儀,就可以開始PCR實驗:將各種試劑混合并按照說明書設置PCR反應。一般PCR循環(huán)如下:
1、起始步驟:這對于熱啟動PCR而言是必須的,將反應混合液加熱至94-98度以激活DNA聚合酶。這一步的時間取決于所選用的DNA聚合酶。
2、變性步驟:DNA本身是雙鏈結(jié)構(gòu),而DNA擴增需要引物與單鏈DNA模板相結(jié)合。在這一步,反應混合液被加熱至94-98度保持20-30秒以破壞雙鏈間的氫鍵以便釋放出單鏈DNA。這是PCR循環(huán)中的第一步。
3、退火步驟:變性之后,DNA模板以單鏈的形式在反應混合液中存在。因為反應體系中的引物與DNA模板互補,當反應溫度降至50-65度時,引物與互補的序列形成氫鍵。退火溫度主要取決于引物的Tm值,通常比引物Tm值低3-5度。這一步通常維持20-40秒,而聚合酶會結(jié)合至引物-模板雙鏈處開始DNA合成。
4、延伸步驟:在這一步,DNA聚合酶開始DNA合成,因此這一步的溫度選取的是DNA聚合酶的溫度。通常我們選用72度,但某些DNA聚合酶的最適溫度是68度。這一步與體內(nèi)的DNA復制很相似:DNA聚合酶按照堿基互補規(guī)律將dNTPs加到引物的3’末端最終得到新的DNA雙鏈片段。延伸時間取決于目的DNA片段的長度和DNA聚合酶的合成能力。一般而言DNA聚合酶每60秒能夠合成1kb長度的DNA。
5、第2步至第4步稱為一個循環(huán):每次循環(huán)之后DNA的量均是前一次的兩倍。通常一次PCR反應進行30-35個循環(huán)。在前幾輪的PCR循環(huán)過程中PCR產(chǎn)物的量以指數(shù)速率增長,但是到了反應后期隨著dNTPs和引物的量的減少以及DNA聚合酶的失活,反應速率逐漸下降,因此PCR反應的產(chǎn)量也受到了限制。
6、最后的延伸步驟:當30-35個循環(huán)結(jié)束后,我們通常會以68-74度延伸5-10分鐘,這是希望使反應體系中殘留的單鏈DNA全部反應完畢。
7、維持時間:通常我們設置4-10度為反應后PCR產(chǎn)物的保存溫度。