PCR
PCR是很多科研者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做的第一個(gè)分子實(shí)驗(yàn)梨州,名字聽(tīng)起來(lái)很高級(jí)叭披,其實(shí)操作起來(lái)流程還是比較清晰明了置逻,容易上手。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction)输枯,簡(jiǎn)稱PCR议泵,用于放大特定的DNA片段,也可看作生物體外的特殊DNA復(fù)制桃熄。其中使用的Taq酶是1976年從溫泉中的細(xì)菌分離出來(lái)的先口。它的特性在于能耐高溫,是一個(gè)很理想的酶。PCR最初的原始雛形概念是類似基因修復(fù)復(fù)制碉京,而后隨著Mullis提出新的應(yīng)用厢汹,PCR技術(shù)在生物科研和臨床應(yīng)用中得以廣泛應(yīng)用颠悬,Mullis也因此獲得了1993年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)脖阵。
PCR技術(shù)的基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過(guò)程,其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物捡需。PCR由變性—退火—延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成:
(1)模板DNA的變性:模板DNA經(jīng)加熱至93℃左右一定時(shí)間后卧惜,使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴(kuò)增形成的雙鏈DNA解離厘灼,使之成為單鏈,以便它與引物結(jié)合咽瓷,為下輪反應(yīng)作準(zhǔn)備
(2)模板DNA與引物的退火(復(fù)性):模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后设凹,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對(duì)結(jié)合
(3)引物的延伸:DNA模板–引物結(jié)合物在TaqDNA聚合酶的作用下茅姜,以dNTP為反應(yīng)原料闪朱,靶序列為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)與半保留復(fù)制原理钻洒,合成一條新的與模板DNA 鏈互補(bǔ)的半保留復(fù)制鏈奋姿,重復(fù)循環(huán)變性–退火–延伸三過(guò)程就可獲得更多的“半保留復(fù)制鏈”,而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板素标。每完成一個(gè)循環(huán)需2~4分鐘称诗,2~3小時(shí)就能將待擴(kuò)目的基因擴(kuò)增放大幾百萬(wàn)倍。
RT-PCR?? ? ? ??
逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)大概是我們接觸到的第二個(gè)PCR技術(shù)头遭。
原理是:提取組織或細(xì)胞中的總RNA寓免,以其中的mRNA作為模板,采用Oligo(dT)或隨機(jī)引物利用逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成cDNA计维。再以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增袜香,而獲得目的基因或檢測(cè)基因表達(dá)。RT-PCR使RNA檢測(cè)的靈敏性提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)鲫惶,使一些極為微量RNA樣品分析成為可能蜈首。該技術(shù)主要用于:分析基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、獲取目的基因欠母、合成cDNA探針欢策、構(gòu)建RNA高效轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)。
相對(duì)PCR來(lái)說(shuō)赏淌,這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是增加了模板的獲取過(guò)程踩寇。操作SOP按照說(shuō)明書(shū)即可。
RT-PCR實(shí)驗(yàn)需要的注意事項(xiàng):
1. 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要防止RNA的降解猜敢,保持RNA的完整性姑荷。在總RNA的提取過(guò)程中盒延,注意避免mRNA的斷裂。
2. 為了防止非特異性擴(kuò)增鼠冕,需要設(shè)陰性對(duì)照添寺。
3. 內(nèi)參的設(shè)定:主要為了用于靶RNA的定量。常用的內(nèi)參有G3PD(甘油醛-3-磷酸脫氫酶)懈费、β-Actin(β-肌動(dòng)蛋白)等计露。其目的在于避免RNA定量誤差、加樣誤差以及各PCR反應(yīng)體系中擴(kuò)增效率不均一各孔間的溫度差等所造成的誤差憎乙。
4. PCR不能進(jìn)入平臺(tái)期票罐,出現(xiàn)平臺(tái)效應(yīng)與所擴(kuò)增的目的基因的長(zhǎng)度、序列泞边、二級(jí)結(jié)構(gòu)以及目標(biāo)DNA起始的數(shù)量有關(guān)该押。故對(duì)于每一個(gè)目標(biāo)序列出現(xiàn)平臺(tái)效應(yīng)的循環(huán)數(shù),均應(yīng)通過(guò)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定阵谚。
5. 防止DNA的污染:①采用DNA酶處理RNA樣品蚕礼;②在可能的情況下,將PCR引物置于基因的不同外顯子梢什,以消除基因和mRNA的共線性奠蹬。
qRT-PCR? ? ? ???
實(shí)時(shí)熒光定量(qRT-PCR)則可能是我們接觸的第三個(gè)PCR實(shí)驗(yàn)。無(wú)論是剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的新手還是已經(jīng)操作多年的老手嗡午,都時(shí)不時(shí)需要用這個(gè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行基因表達(dá)情況測(cè)定囤躁、轉(zhuǎn)基因的檢測(cè)、突變體基因的鑒定荔睹、組織差異性表達(dá)等狸演。對(duì)于熟練的師兄師姐,可能帶著耳機(jī)应媚,在有節(jié)奏的槍頭吸打聲中就做出了完美的曲線严沥。但是大部分第一次做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的人猜极,面對(duì)的可能是滿屏黃標(biāo)中姜,而且并不清楚這些值代表什么,為什么會(huì)有這樣的結(jié)果跟伏。
實(shí)際上丢胚,在做qRT-PCR之前,我們第一個(gè)需要確定的是內(nèi)參基因受扳,根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)材料和檢測(cè)的基因選擇好適合的內(nèi)參基因后携龟。開(kāi)始為自己的片段設(shè)計(jì)引物。
與目的基因在內(nèi)的所有引物Tm值不應(yīng)相差兩度勘高。擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度以200-300 bp為宜峡蟋。除此之外坟桅,還需要注意以下法則:
(1)用于突變體的基因表達(dá)量鑒定時(shí),引物最好設(shè)在兩個(gè)外顯子之間蕊蝗,橫跨中間的內(nèi)含子仅乓,這樣可以避免DNA的污染
(2)用于過(guò)表達(dá)基因表達(dá)量時(shí),需找出該家族所有同源基因并進(jìn)行比對(duì)蓬戚,并在保守性最差的區(qū)域設(shè)計(jì)引物
(3)用于標(biāo)記基因檢測(cè)的引物序列最好來(lái)自發(fā)表的文獻(xiàn)夸楣。
最后值得注意的是,引物用完后需放入-20℃保存子漩。盡量避免反復(fù)凍融豫喧,如果多次使用可在第一次溶解好后進(jìn)行分裝。如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)以前能擴(kuò)增的基因擴(kuò)不出的現(xiàn)象幢泼,多半是引物降解或部分降解導(dǎo)致的紧显。在實(shí)驗(yàn)期間引物解凍后需用渦旋混勻,離心待用缕棵。
qRT-PCR體系配置技巧:
(1)一定要在冰上配置體系鸟妙;
(2)所有的槍頭和PCR板都用進(jìn)口的,滅菌的挥吵;
(3)盡量用同一槍頭完成樣品分裝重父,并且把控每次按壓槍的位置標(biāo)準(zhǔn);
(4)模版加在管壁上忽匈,避免槍頭離開(kāi)時(shí)抽吸液體房午,最后離心。