聚合酶链式反应
從少量短寡核苷酸引物產生大量特異性脱氧核醣核酸或核糖核酸片段的體外方法 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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聚合酶連鎖反應(英語:Polymerase chain reaction,縮寫:PCR)又稱多聚酶链式反應,是一项利用DNA双链复制的原理,在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。透过这項技术,可在短时间内大量扩增目的基因(標的基因)[1][2],而不必依賴大腸桿菌或酵母菌等生物體。DNA 体外扩增的实现首先基于DNA半保留复制原理,还有碱基互补配对原则,即复制的过程中双链DNA会解链,由双链变成单链,温度一般为95℃;之后温度降下来,引物会结合到DNA单链上,在DNA聚合酶的作用下,把游离的dNTP按照碱基互补配对原则结合到单链上,形成一条由旧链和新链杂合成的新的双链DNA。这个过程可概括为‘变性-黏合-延伸’三个基本步骤。
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凱利·穆利斯(Kary Mullis)[3][4]於1983年開發此技术,當時他是Cetus公司的僱員,这项技术也使他成为1993年諾貝爾化學獎的獲得者。它是一種簡單,廉價和可靠的方法複製DNA片段,這個概念適用於現代生物學和相關科學的許多領域[5]。 PCR可能是分子生物學中使用最廣泛的技術。這種技術被用於生物醫學研究,犯罪取證和分子考古學[6]。
微生物複製是一個費時耗力的流程,首先要將DNA經限制酶剪裁,再利用連接酶(Ligase)加到运载体(Vector)中,之後利用受控电脉冲瞬間電擊,在质膜上形成可逆性微孔的“电穿孔”(electroporation)或是利用生理极限高温刺激的“熱休克”(heat shock)的方式,送到大腸桿菌感受态细胞(competent cell)中,將此菌於培養皿大量繁殖培養,再經過繁複的分離、純化過程,時間通常需要近一週,才能大量複製片段[7]。所以僅需一小時的PCR能節省大量時間和繁複的操作,聚合酶链式反应技術被廣泛地運用在醫學和生物學的實驗室,例如用於判斷檢體中是否會表現某遺傳疾病的圖譜、傳染病的診斷、基因複製,以及亲子鑑定。