PCR的原理

多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction）簡稱PCR技術(shù)，是近30多年發(fā)展起來的一種體外擴(kuò)增特異性DNA片段的技術(shù)，可在數(shù)小時(shí)之內(nèi)對僅有幾個(gè)拷貝的基因放大千萬倍。那么，PCR的原理是怎樣的呢？

PCR技術(shù)實(shí)際上是在模板DNA、引物以及原料（四種脫氧核糖核苷酸）在適宜的反應(yīng)條件下，通過DNA聚合酶的酶促反應(yīng)完成DNA擴(kuò)增的過程。

PCR技術(shù)的特異性取決于引物和模板DNA結(jié)合的特異性。PCR反應(yīng)分為三步：

1）變性：通過加熱時(shí)DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，雙鏈解離成單鏈DNA；

2）退火：當(dāng)溫度突然降低時(shí)由于模板分子結(jié)構(gòu)較引物復(fù)雜的多，而且反應(yīng)體系中引物DNA量遠(yuǎn)大于模板DNA，使引物和其互補(bǔ)的模板在局部形成雜交鏈，而模板DNA雙鏈之間互補(bǔ)的機(jī)會(huì)較少；

3）延伸：在DNA聚合酶和四種脫氧核糖核苷酸第五以及Mg2+存在的條件下，5’→3’的聚合酶催化以引物為起點(diǎn)的DNA鏈延伸反應(yīng)。

4）3步為一個(gè)循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)的產(chǎn)物可以作為下一個(gè)循環(huán)的模板，30個(gè)循環(huán)左右，介于兩個(gè)引物之間的特異性DNA片段得到了大量的復(fù)制，數(shù)量可達(dá)2×107個(gè)拷貝。

    如圖中所示，經(jīng)過高溫變性，低溫退火和中溫延伸3個(gè)溫度的作用，模板上介于兩個(gè)引物之間的片段不斷得到擴(kuò)增。每循環(huán)一次，目的基因的拷貝數(shù)加倍，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，目的基因以2n的形式增長。PCR擴(kuò)增的特異性是由人工合成的一對引物來決定的。在反應(yīng)的最初階段，原來的DNA起著起始模板的作用，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，由引物介導(dǎo)的片段急劇增多而成為主要的模板。