聚合酶链反应 ( PCR )在现代分子生物学和分子医学中产生了重大影响。因此，我们现在生活在 PCR 之后的时代，因为现在许多诊断测试都使用 PCR。下图说明了用于 PCR 的核酸模板的样本来源以及衍生分析方法的样本。 

可使用 DNA 或 cDNA (RNA) 进行 PCR 分析。有多种来源可用于制备核酸模板，包括法医样品。PCR 现在形成了许多分析技术的基础。大多数方法利用目标序列的差异扩增，但其他方法可能涉及 PCR 产物分析的高级应用。 

聚合酶链式反应 (PCR) 是一种允许在实验室中使用现成的试剂对一段 DNA 进行多次拷贝的技术。在反应过程中，拷贝数呈指数增加。 因此，可以在几个小时内制作超过 1000 亿份 DNA 片段。 DNA聚合酶和合成寡核苷酸的可用性使这项技术成为可能。PCR 现在已成为克隆的替代方法，因为它允许扩增复杂混合物中的特定序列。此外，PCR 结合测序技术可以特异性、快速和高灵敏度地鉴定 DNA 样品中的突变等位基因。 

PCR 技术允许从少量起始材料中特异性扩增目标 DNA 序列。在早期版本的 PCR 中，使用了的 Klenow 片段 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 。然而，Klenow 片段不是 热稳定 . 引入热稳定的 DNA 聚合酶，例如在 Thermus 中发现的 DNA 聚合酶 水生动物 ，导致 PCR 方法发展的重大技术突破。 

PCR 可以根据技术的使用方式分为不同的组或方法。 但是，所有这些方法都遵循相同的基本步骤和原则。

图 1：TAQ 聚合酶模型。 

研究人员用与聚合酶结合的平端双链 DNA 解析了 Taq 聚合酶的共晶结构 活性位点 裂缝。 该结构表明 DNA 既不弯曲也不穿过大的聚合酶裂缝。结合 DNA 的结构构象介于 B 和 A 形式之间。 结构模型显示宽的小沟允许进入蛋白质侧链。 侧链在平端与嘌呤的 N3 和嘧啶的 O2 氢键连接。 

DNA聚合酶催化长多核苷酸链的合成。 在原始亲本 DNA 链的存在下，合成从单体脱氧核苷酸三磷酸开始。DNA 链用作合成新的互补 DNA 链的模板。合成沿 5' 到 3' 方向进行。 聚合从脱氧核苷三磷酸的 5' α-磷酸酯到正在生长的 DNA 链的 3' 末端羟基发生。 DNA 聚合酶需要一小段 DNA 与互补序列退火。 该 DNA 序列或 寡核苷酸 称为引物，因为需要它来引发合成。

聚合酶链式反应或 PCR 是由 Kary B. Mullis 于 1983 年发现、构思或发明的。据他说，他在月光下的加利福尼亚北部开车时偶然发现了这种反应。 此外，正如他所指出的，该反应允许在几个小时内从单个 DNA 分子生成多达 1000 亿个类似的 DNA 分子。 该反应可以在试管中进行，但也需要一些试剂和热源。 PCR 反应的引入使分子生物学家的生活变得更加轻松，使他们能够生产尽可能多的 DNA。 该技术以惊人的速度传播到整个生物科学领域。 然而，由于反应涉及热循环，最终改进的 PCR 技术中最重要的部分是使用热稳定的 DNA 聚合酶。 最初从提取的聚合酶栖热菌中水生动物 现在几乎用于所有 PCR 反应。 聚合酶链反应已成为分子生物学领域的终极改变游戏规则的技术。

聚合酶链反应的特点

* 聚合酶链式反应 (PCR) 选择性地扩增目标 DNA 分子。

* 它允许在热变性、引物退火和引物延伸的重复循环中延伸短的单链合成寡核苷酸、引物。

* PCR 是一个循环过程，其中一系列步骤一遍又一遍地重复。

* 双链 DNA 片段通过称为变性的温和加热分离成单链。

* 将短的合成寡核苷酸引物与四种脱氧核糖核苷酸三磷酸 dATP、dGTP、dCTP、dTTP 和 DNA 聚合酶（现在通常是 Taq DNA 聚合酶）一起添加到反应混合物中。

辉骏生物PCR实验服务流程

1．引物设计与合成；

2．基因模板制备：RNA提取和反转录，或DNA提取；

3．qPCR预实验：检测目的基因和内参基因的扩增情况；

4．qPCR正式实验：全部样本做qPCR，每个样本设置三复孔；确定样本扩增产物单一，内参基因CT值正常；

5.  数据分析和出具报告：按照客户要求计算样本间的目的基因表达差异，并作柱形图。

参考

1. Eom SH, Wang J, Steitz TA.; Structure of Taq polymerase with DNA at the polymerase active site. Nature. 1996 Jul 18; 382(6588):278-81.

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3. Gelfand, D.H. and White, T.J. 1990. Thermostable DNA polymerases. In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications. Innis, M.A., Gelfand, D.H., Sninsky, J.J., and White, T.J., eds. San Diego: Academic Press. 129–141.

4. Holland, P.M., Abramson, R.D., Watson, R., and Gelfand, D.H. 1991. Detection of specific polymerase chain reaction product by utilizing the 5´→3´ exonuclease activity of Thermus aquaticus DNA polymerase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7276–7280.

5. Innis, M.A., Myambo, K.B., Gelfand, D.H., and Brow, M.A. 1988. DNA sequencing with Thermusaquaticus DNA polymerase and direct sequencing of polymerase chain reaction-amplified  DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:9436–9440.

6. Mullis K.  In Methods In Enzymology, Vol.155, 335, 1987.

7. Kary B. Mullis; The Unusual Origin of the Polymerase Chain Reaction. SCIENTIFIC AMERICAN April 1990. 56-65.