什么是PCR？
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種用于擴(kuò)增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，類似于DNA的天然復(fù)制過(guò)程，其原理是DNA聚合酶以單鏈DNA為模板，以特定引物為延伸起點(diǎn)，通過(guò)引物與單鏈DNA模板中的一段互補(bǔ)序列結(jié)合，形成部分雙鏈DNA的過(guò)程。
PCR標(biāo)準(zhǔn)程序
標(biāo)準(zhǔn)的PCR過(guò)程分為三步：
①變性：雙鏈DNA在高溫（90 ℃~96 ℃）熱作用下，雙鏈之間的氫鍵斷裂，形成單鏈DNA。
②退火：系統(tǒng)溫度降低（60 ℃~65 ℃），使得引物可以通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，結(jié)合于單鏈DNA 上，形成局部雙鏈。
③引物延伸：在DNA聚合酶（在72 ℃左右，活性最佳）的作用下，以dNTP為反應(yīng)原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)與半保留復(fù)制原則，合成與模板互補(bǔ)的DNA鏈，完整一次擴(kuò)增循環(huán)。
這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板，重復(fù)大約25~35次變性-退火-延伸循環(huán)過(guò)程，能將目的基因擴(kuò)增放大幾百萬(wàn)倍。
圖1：PCR擴(kuò)增原理圖（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）。
PCR反應(yīng)要素
PCR反應(yīng)關(guān)鍵四種試劑，包括模板DNA、引物、PCR buffer、DNA聚合酶。
1.模板DNA
模板DNA種類較多，比如基因組DNA（gDNA），cDNA和質(zhì)粒DNA。不同DNA類型，PCR反應(yīng)需要的模板量也不同。若模板量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致非特異片段的出現(xiàn)，相反模板量過(guò)低會(huì)降低擴(kuò)增效率。
2.引物
PCR產(chǎn)物的特異性取決于引物與模板DNA互補(bǔ)的程度，引物設(shè)計(jì)的基本原則：
引物長(zhǎng)度:
15~30 bp，常用為20 bp左右。
GC含量:
引物堿基GC含量以40~60%為宜，GC過(guò)少擴(kuò)增效率差，GC過(guò)多易出現(xiàn)非特異條帶。
引物內(nèi)部/兩個(gè)引物之間不應(yīng)出現(xiàn)互補(bǔ)序列，尤其是避免3 ′端的互補(bǔ)重疊。
引物3 ′端的堿基，特別是最末及倒數(shù)第二個(gè)堿基，嚴(yán)格要求配對(duì)，最佳選擇是G和C。
3.PCR buffer
PCR buffer主要為PCR反應(yīng)提供一個(gè)合適的酶催化反應(yīng)場(chǎng)所。Buffer中的Mg2+能夠增加PCR的擴(kuò)增效率、dNTP為反應(yīng)原料、Tris-Hcl在PCR過(guò)程中，維持反應(yīng)體系的pH在6.8~7.8之間。
4.DNA聚合酶
DNA聚合酶分為兩種，普通耐熱DNA聚合酶（例如：Taq聚合酶），PCR產(chǎn)物有A尾。以及高保真DNA聚合酶（例如：pfu DNA聚合酶和KOD聚合酶），具有3′-5’外切酶活性可以消除錯(cuò)配，PCR產(chǎn)物為平末端。
產(chǎn)品推薦
目前百邁客生物公司推出的Biomarker HS DNA聚合酶是一種全新的類似Pyrococcus furiosus來(lái)源的突變酶，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，融合了持續(xù)合成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)域，提高了保真度和延伸速度。保真度比Pyrococcus furiosus DNA聚合酶高6倍。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1.樣本兼容性強(qiáng)，適合動(dòng)物、植物的基因組DNA和cDNA，質(zhì)粒DNA。
圖2：分別以人、雞、小鼠、昆蟲、質(zhì)粒、玉米、水稻、番茄的全基因組DNA為模板，擴(kuò)增長(zhǎng)度分別為628 bp、2.5 kb、1750 bp、750 bp、549 bp、300 bp、1.5 kb、1.2 kb的目標(biāo)片段。M：250 bp DNA Marker。
2.適用于不同GC%含量片段的擴(kuò)增。
圖3：對(duì)不同GC含量（35%~65%）片段進(jìn)行擴(kuò)增，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的擴(kuò)增。M：250 bp DNA Marker。
3.靈敏度高，可擴(kuò)增低至10 pg的模板。
圖4：使用Biomarker HS DNA聚合酶，以不同模板量（10 pg、100 pg、1 ng、10 ng、500 ng）人基因組DNA為模板，擴(kuò)增 628 bp的目的片段，發(fā)現(xiàn)不同模板量都可有效擴(kuò)增。M：250 bp DNA Marker。
4.特異性強(qiáng)，可擴(kuò)增10 kb以上的目的片段。
圖5：使用Biomarker HS DNA聚合酶，以不同基因組DNA為模板，擴(kuò)增長(zhǎng)度分別為549 bp、628 bp、1750 bp、2.5 kb、 5 kb、10 kb、13 kb的目的片段。所有片段均可以實(shí)現(xiàn)高特異性、高產(chǎn)量擴(kuò)增。M：λ-Hind Ⅲ DNA Marker。
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