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1、PCR技术的应用及其发展王艺(哈师大生科院,哈尔滨,150025)摘要:聚合酶链式（PCR）反应技术是一项新发展起来的技术,具有特异性强、快速、简便等很多优点.能在短时间内将所要的目的基因扩增至数万倍,扩增的过程类似于DNA的复制过程,其特异性依赖于靶序列两端的寡核苷酸引物,并且可通过基因的扩增获得目的片段,广泛应用于产品的检测、病毒的检测、细菌的检测、亲自鉴定性别等都具有划时代的意义.本文就PCR的应用和目前的发展状况做一综述.关键字：PCR技术；DNA；检测；应用；发展前言：PCR技术是20实际80年代中期发展起
2、来的体外核酸扩增技术,最初是为扩增已知序列设计的,打破了传统的DNA克隆方法,利用该技术能够从复杂的DNA分子群体中选择性的复制一段特异的序列,使某一DNA片段得到特异性的扩增.PCR技术有特异性高,灵敏度强,快速,简便等诸多优点,在生命科学飞速发展的今天,PCR技术已经成为分子生物学中的常规技术.如今的PCR技术已经发展到一定的阶段,人们常用这个技术运用于食品工业,医学,病毒检测,生物学研究等方面.并且在这些方面也得到了良好的应用.1PCR的原理PCR技术是1985年美国Cetus公司发明的一种特异性的DNA体外扩
3、增技术.首先合成两个小片段的寡核苷酸引物,长度一般在20bp左右,这两种引物分别与需要扩增的DNA片段的正链和负链的两端互补,将引物片段与需要扩增的DNA片段混合并加热使之变性,然后退火,这时引物片段和相应的DNA模板互补杂交,加入四种dNTP和DNA聚合酶进行DNA扩增,则完成了第一轮的循环,继之加热变性和退火,第一轮得到的DNA扩增链又作为第二轮扩增的模板再与引物杂交,进行第二轮扩增循环时犹豫引物和dNTP都是过量的,如果加入的DNA多聚酶是耐高温的,则在以后各轮反应不需加入任何试剂直到达到需要扩增的量为止.运用
4、此方法可正在短时间内得到大量的DNA扩增片段,数量可达数万倍,1PCR技术的特性1.1操作简便应用PCR方法的早期阶段操作萦琐,因为使用的聚合醉是大肠杆菌DNA聚合酶I的大片段,即Klenow片段,而不是耐高温的TaqDNA聚合酶,而且操作也未实现自动化.目前使用的是耐高温的TaqDNA聚合酶,其操作也实行了电脑控制的DNA扩增仪的自动化,只要将扩增反应所需要的特定程序输入DNA自动扩增仪,把反应所需要的全部材料混合均匀,置入仪器内,反应就会按照所输入的正确程序进行.如果需要,还可随时予以调整.1.2灵敏度高PCR产
5、物的生成,是以指数方式增加的,所以欲扩增pg量级的起始物到此水平成放大真核细胞单拷贝基因,通过PCR方法都是不难完成的.PCR方法还可用单一双倍体细胞,一根头发,甚至单一精子进行DNA定型.3.3特异性强作为引物的寡聚核昔酸与模板结合的正确性是决定反应产物是否特异的关键.TaqDNA聚合酶耐高温的性质,使得反应中引物与模板退火的步骤可以在较高的温度下进行,结合的特异性大大增加,被扩增的目的DNA片段也能保持很高的正确程度.3.4对原始材料的质量要求低由于PCR技术有高灵敏度和较强的特异性,故仅含目的基因的DNA,就可
6、以作为反应起始材料来获取目的DNA扩增产物.4PCR技术的应用4.1PCR在食品行业检测PCR技术在食品科学中主要用于对食品中微生物含量的检测.众所周知,食品中微生物的检测涉及到人的健康,需要方便、准确、快捷的技术保障,传统方法检测食品中致病菌的步骤繁琐费时,需经富集培养、分离培养、形态特征观察、生理生化反应、血清学鉴定以及必要的动物试验等过程,并且传统方法无法对那些难以人工培养的微生物进行检测.如肉制品的检验,蛋白质鉴定技术已成功运用于鉴别生鲜肉类的品种,但当食品中的肉类已经经过切碎、混合、蒸煮、熏烤等加工烹调过程
7、后,失去了原有的形态学特征和质地.进攻处理也会改变肉类蛋白质的结构和稳定性,从而破坏物种特有的蛋白质和抗原决定部位.所以,蛋白质鉴定肉类品种的稳定性和可靠性较差,已不能满足现代肉类安全检测的要求.随着生物技术的发展,A.A.Aida和Y.B.CheMan使用PCR技术建立了检测清真食品中是否含有猪肉或猪油的方法,物种特异性PCR技术可以用于清真食品的鉴定,是一种可以信赖和合适的技术.以物种间基因差异为基础的分子学鉴定方法成为研究的热点,而采用PCR方法有特异性强,灵敏度高和可鉴别性的特点,已经成为肉质品种鉴别最常用的
8、方法.4.1PCR在医学中的应用在临床医学方面也经常使用PCR技术,如对乙肝病毒、肿瘤、病原体等的检测.如人类许多常见的肿瘤疾病与某些病毒病因及肿瘤相关基因的遗传学改变有着密切的关系.PCR技术在肿瘤病毒病因、肿瘤相关基因、肿瘤相关抑癌基因等研究方面已取得可喜成果.同时也被用于多点突变的遗传病.PCR在法学中应用于亲子鉴定,血型鉴别,以及指纹鉴
