① PCR技术基本原理
一、PCR技术基本原理有:
1、PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
2、PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:
①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;
②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;
③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基互补配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链,重复循环变性--退火--延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
二、PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。因此,无论是化石中的古生物、历史人物的残骸,还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液,只要能分离出一丁点的DNA,就能用PCR加以放大,进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。
(1)pcr技术发明扩展阅读:
1、PCR产物的生成量是以指数方式增加的,能将皮克(pg=10-12)量级的起始待测模板扩增到微克(μg=-6)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞;在病毒的检测中,PCR的灵敏度可达3个RFU(空斑形成单位);在细菌学中最小检出率为3个细菌。
2、PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶,一次性地将反应液加好后,即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应,一般在2~4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析,不一定要用同位素,无放射性污染、易推广。
② DNA复制原理对发明PCR技术有哪些启示两者的不同之处有哪些(15分)
1. 都需要引物,自然复制要RNA为引物,PCR为人工合成DNA引物。复制只合成一次,而PCR每循环一次,产物理论上增加一倍。
2。都需要模板。
3。酶不同:复制为DNA聚合酶,最佳温度为37。而PCR一般为Taq酶。工作温度为72,在95度不失活。这点最关键,是PCR热循环的基础。PCR通过加热来打开双链,而复制时则需要解旋酶和单链DNA结合蛋白等帮助。
③ 为什么pcr技术可以获得诺贝尔奖
再加上国内局势的影响,是世界上首次完全由人工化学合成具有生物活性的生物大分子,因为PCR技术的关键——耐高温DNA聚合酶是由中国人发现的,有划时代的意义,其专利权也是备受争议,这件事就渐渐被埋没了。但是。
后来有PCR技术获得诺贝尔奖,也不承认中国的科学成就,当时的中国在国际上地位不高,很多国家都很排斥中国中国在1965年人工合成了具有生物活性的牛胰岛素晶体
④ PCR是由谁提出来的 汉语名字 ,谢谢!
Polymerase Chain Reaction聚合酶链式反应
1985年,美国科学家Kary Mullis在高速公路的启发下,经过两年的努力,发版明了PCR技术,并权在Science杂志上发表了关于PCR技术的第一篇学术论文。
⑤ 什么是PCR技术
PCR技术是模拟体内DNA的天然复制过程,在体外扩增DNA分子的一种分子生物学技术,主要用于扩增位于两段已知序列之间的DNA区段。在待扩增的DNA片段两侧和与其两侧互补的两个寡核苷酸引物,经变性、退火和延伸若干个循环后,DNA扩增2ⁿ倍。
PCR的每个循环过程包括高温变性、低温退火、中温延伸三个不同的事件:(①变性:加热使模板DNA在高温下(94℃左右)双链间的氢键断裂而形成两条单链;②退火;使溶液温度降至50~60℃,模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合。
3、延伸:溶液反应温度升至72℃,耐热DNA聚合酶以单链DNA为模板,在引物的引导下,利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸(dNTP),按5'一3’方向复制出互补DNA。
(5)pcr技术发明扩展阅读
【技术原理】
DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解链成单链,在DNA聚合酶与启动子的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现,DNA在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。
因此,通过温度变化控制DNA的变性和复性,并设计引物做启动子,加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。
但是,DNA聚合酶在高温时会失活,因此,每次循环都得加入新的DNA聚合酶,不仅操作烦琐,而且价格昂贵,制约了PCR技术的应用和发展。
发现耐热DNA聚合同酶--Taq酶对于PCR的应用有里程碑的意义,该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活,不需要每个循环加酶,使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本,PCR技术得以大量应用,并逐步应用于临床。
【工作原理】
类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火(复性)--延伸三个基本反应步骤构成:
①模板DNA的变性:模板DNA经加热至90~95℃一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备。
②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至50~60℃,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。
③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在DNA聚合酶的作用下,于70~75℃,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”。
而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
【工作步骤】
标准的PCR过程分为三步:
1.DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA
2.退火(复性)(40℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链。
3.延伸(68℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′ 端延伸,合成与模板互补的DNA链。
每一循环经过变性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。
现在有些PCR因为扩增区很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的时间内复制完成,因此可以改为两步法,即退火和延伸同时在60℃-65℃间进行,以减少一次升降温过程,提高了反应速度。
⑥ mulis发明了pcr技术,是在哪一年获得了诺贝尔化学奖
1995年。
1995年,美国科学家Mulis因发明了PCR技术而获得了诺贝尔化学奖。PCR和生物体内DNA的复制都必需的条回件包括DNA聚合酶答、模板DNA、能量、游离脱氧核苷酸等。
诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创立的5项奖金之一。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。
诺贝尔奖的奖金数视基金会的收入而定,其范围约从11000英镑(31000美元)到30000英镑(72000美元)。奖金的面值,由于通货膨胀,逐年有所提高,最初约为3万多美元,60年代为7.5万美元,80年代达22万多美元。
不同奖项、奖章的背面饰物不同。每份获奖证书的设计也各具风采。颁奖仪式隆重而简朴,每年出席的人数限于1500人至1800人之间,其中男士要穿燕尾服或民族服装,女士要穿严肃的夜礼服,仪式中的所用白花和黄花必须从圣莫雷空运来,这意味着对知识的尊重。
⑦ PCR仪的获得诺贝尔奖的PCR技术
1993年,美国科学家Mulis众望所归地获得了诺贝尔化学奖,他所取得的成就是发明了PCR技术。
PCR,中文译为聚合酶链式反应,其实是一种DNA的快速扩增技术,其扩增效率之高就象核裂变的“链式反应”那样。PCR技术通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用,可以在3个小时内把特定的DNA量提高1000万倍。这种技术一问世,立刻引起了分子生物学研究的一场革命,人们利用这种轰动全世界的技术很快就把微观领域的生物学研究大大地往前推了一步。可以这么说,PCR技术使分子生物学研究一下子获得了突破,而且随着PCR技术的日趋完善,PCR在人类社会生活中的应用也越来越广泛。比如说在“DNA指纹”中我们提到,科学家们只需要一根头发甚至一个细胞就可以完成DNA指纹的鉴定工作,这里实际上就要采用PCR技术,因为一个细胞中的DNA含量实在太少了,人们根本不可能检测到它的指纹;有了PCR技术就好办了,通过PCR技术把这个细胞中的DNA片断扩增1000万倍,这样DNA量就足够作指纹鉴定了。再比如,在医院里检验血液中的某种病毒,有时病毒量极少(例如有的艾滋病病毒携带者),通过传统的检查方法费力又费时,这时PCR技术也许就可以帮上忙。可以先选定这种病毒DNA上的一段DNA,设计合适的引物DNA,然后通过PCR技术一扩增很快就可以判断出血样中是否扩增出了大量的DNA,如果是的话,那么就说明血样中带有该种病毒了。PCR方法不但有极高的灵敏度,而且可以同时一次做近百个扩增反应,省时省力效率高。
PCR技术神奇就神奇在以下几个特点上:一是被扩增的DNA所需量极小,理论上讲一个分子就可以用于扩增了;二是扩增效率高,目的基因的量成指数形式扩增,几个小时就扩增1000万倍以上。现在PCR技术已经被广泛地应用于生命科学研究、食品卫生、医疗、法医及环境监测等诸多方面,真不愧是“获得诺贝尔奖”的好技术!
⑧ 在PCR技术发明以前,人们是怎么做分子克隆的
70年以前没有什么基因克隆方面的研究成果,在1975年英国生物化学家桑格(F. Sanger)建立了“加减法”后,才有一些关于测序方面的研究,基因工程才真正的达到了分子水平。
⑨ 在PCR技术发明之前,即1986年前,是使用什么技术研究核酸或者扩增序列的呢
酶切,连接到质粒上,转化大肠杆菌,繁殖,再提取质粒,酶切……
现在这种技术还在使用,而且比PCR技术可靠,且可以“繁殖”大片段序列
⑩ DNA复制原理对发明PCR技术有哪些启示
1.PCR的复制原理照搬DNA的复制原理
2.PCR的复制体系与DNA的复制体系基本相同(复制酶不同)
3.PCR的复制过程参考了DNA的复制过程。(两者解链方法不同)