聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）作為一項(xiàng)革命性的技術(shù)，極大地推動(dòng)了分子生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，例如在近年來(lái)興起的CRISPR基因編輯技術(shù)中，PCR扮演著不可或缺的角色。從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用，PCR已成為分子診斷、基因組測(cè)序等領(lǐng)域的核心技術(shù)。為了更好地理解和應(yīng)用PCR技術(shù)，深入了解其核心步驟至關(guān)重要。PCR的核心在于變性、退火和延伸三個(gè)步驟，通過(guò)循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)DNA序列的體外擴(kuò)增。下面，我們將詳細(xì)解析這三個(gè)步驟的具體操作和原理。

  PCR三個(gè)步驟

  PCR模擬了體內(nèi)DNA復(fù)制的部分過(guò)程。首先待擴(kuò)增模版DNA模版加熱變性解鏈，隨后將反應(yīng)混合物冷卻到某一溫度，冷卻溫度可以使引物與它的靶序列發(fā)生退火，再將溫度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。

  變性

  將DNA樣本經(jīng)過(guò)加熱至93℃左右30秒到1分鐘，使樣本雙鏈DNA解離成單鏈，為引物結(jié)合創(chuàng)造條件。

  退火

  樣本DNA經(jīng)過(guò)加熱后變性成單鏈后，將溫度將適于引物與模板DNA結(jié)合的溫度（55-65℃），引物與樣本DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對(duì)結(jié)合。

  延伸

  溫度上升至TaqDNA聚合酶的最適工作溫度（72℃），聚合酶開(kāi)始從引物的3'端開(kāi)始添加脫氧核苷酸，合成新的DNA鏈，延伸時(shí)間通常為1分鐘/kb。

  上述3個(gè)步驟在一個(gè)循環(huán)中重復(fù)進(jìn)行，每次循環(huán)都會(huì)使特定DNA片段的數(shù)量成倍增加，經(jīng)過(guò)25到40個(gè)循環(huán)后，可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)倍的擴(kuò)增效果。

  從最初的體外擴(kuò)增到如今的數(shù)字PCR和微流控PCR，PCR技術(shù)正在不斷革新。盡管變性、退火和延伸三個(gè)基本步驟始終是PCR的核心，但新的技術(shù)正在提高PCR的靈敏度、特異性和通量。未來(lái)，PCR技術(shù)將在基因編輯、個(gè)性化醫(yī)療、合成生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

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