分子生物学与基因工程结课论文-Real-TimePCR在分子生物学中的应用讲义

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PCR技术在分子生物学中的应用前景探讨

PCR技术在分子生物学中的应用前景探讨

PCR技术在分子生物学中的应用前景探讨引言:分子生物学是研究生物体的分子结构、功能、特性以及分子间相互作用的学科。

PCR(聚合酶链式反应)技术作为分子生物学的重要工具,已经在许多领域取得了广泛应用。

本文将探讨PCR技术在分子生物学中的应用前景。

一、PCR技术的原理和方法PCR技术是一种通过体外合成DNA的方法,它利用DNA聚合酶在特定条件下,将DNA模板扩增成大量相同的DNA片段。

PCR技术主要包括三个步骤:变性、退火和扩增。

变性步骤将DNA双链解链成两个单链DNA,使它们可以作为模板。

退火步骤是将引物(起始合成DNA的片段)与模板DNA结合,形成牢固的复合物。

扩增步骤通过DNA聚合酶的作用,在引物的引导下进行大规模扩增。

PCR技术具有高度敏感性、高效性和特异性,能够在几小时内扩增目标DNA片段。

二、PCR技术在基因组学研究中的应用1. 基因突变检测:PCR技术可以快速检测基因组中的突变,通过引物的选择和特定的PCR条件,可以对目标基因进行扩增,并通过分析扩增产物的序列来确定突变位点。

2. 基因表达研究:PCR技术可以用于测定基因的表达水平。

通过定量PCR(qPCR),可以精确测量RNA转录本在不同组织和条件下的表达水平,从而深入了解基因的功能。

3. 基因克隆:PCR技术在基因克隆中起着重要的作用。

通过引物的选择,可以扩增目标基因,然后将其插入表达载体中。

这种方法可以构建重组蛋白质、构建基因库等。

4. 基因组编辑:PCR技术可以用于基因组编辑,例如CRISPR-Cas9技术。

通过设计引物来扩增Cas9酶和RNA引导片段,可以实现对特定基因的编辑,从而研究基因功能。

三、PCR技术在医学诊断中的应用1. 病原体快速检测:PCR技术可以快速检测病原体的存在,例如病毒、细菌和真菌等。

通过引物的选择,可以扩增目标病原体的DNA或RNA,从而确定感染的种类和数量。

2. 基因突变诊断:PCR技术可以用于检测某些遗传病的基因突变。

分子生物学方法在基因工程中的应用

分子生物学方法在基因工程中的应用

分子生物学方法在基因工程中的应用基因工程是一门涉及改变生物体遗传信息的科学领域,它利用分子生物学的方法来研究、处理与操纵基因。

分子生物学方法在基因工程中被广泛应用,对于基因的克隆、表达、编辑等方面发挥着重要作用。

本文将介绍几种常见的分子生物学方法,并阐述它们在基因工程中的具体应用。

首先,PCR(聚合酶链反应)是基因工程领域中最常用的技术之一。

PCR通过体外扩增特定DNA序列,可以快速大量复制目标DNA片段。

PCR 涉及到三个主要步骤:变性、引物结合和扩增。

变性使得DNA双链解旋形成单链,引物结合使引物与目标序列相互配对,而扩增阶段则利用DNA聚合酶在引物的引导下合成新的DNA链。

PCR方法可以在短时间内扩增出大量DNA片段,从而为基因工程研究提供了充足的DNA材料。

例如,研究人员可以利用PCR扩增特定基因片段,然后进行克隆、定点突变或表达分析。

其次,限制性内切酶是另一种基因工程中常用的分子生物学工具。

限制性内切酶能够识别DNA特定序列并切割成片段,这些片段可以用于基因的克隆、测序或分析。

限制性内切酶根据酶切的模式和目标DNA的序列特征可分为三种:切割双链DNA、仅切割一个链和产生粘性或平滑末端。

通过合理选择适当的限制性内切酶,研究人员可以实现特定DNA片段的识别和切割。

例如,利用限制性内切酶,可以将目标基因与载体DNA酶切产生互补的末端,从而实现目标基因的插入和克隆。

第三,DNA测序技术是基因工程领域中的关键方法。

DNA测序技术用于确定DNA序列的准确顺序,已成为基因工程和基因组学研究的重要工具。

Sanger测序是最早也是最常用的DNA测序方法之一。

其基本原理是利用DDNTP(二氧侧笨三磷酸核苷酸)与DNA链中底物的链延伸反应,并通过羰化终止子(DDATP、DDCTP、DDGTP和DDTTP)使产生的扩增链中断裂,从而实现DNA序列的测定。

通过Sanger测序技术,研究人员可以准确获得目标DNA序列信息,从而深入了解基因的结构和功能,进而为基因编辑、基因突变和遗传病研究提供基础。

分子生物学中的PCR技术与应用

分子生物学中的PCR技术与应用

分子生物学中的PCR技术与应用PCR技术是一种在分子生物学领域中广泛使用且非常重要的技术,可以帮助分析DNA、RNA和蛋白质。

PCR的全称为聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction),是一种能够通过核酸序列特异性扩增DNA片段的技术。

PCR技术的应用范围非常广泛,例如进行病毒和细菌的检测、检验新的治疗方法和研究一个个体的基因组等等。

本文将详细介绍PCR技术的原理、操作步骤及应用。

一、PCR技术的原理PCR技术是一种体外扩增DNA片段的技术,是利用核酸聚合酶(Polymerase)在不断变化的温度条件下,在PCR试管中复制DNA。

PCR反应需要引入一个DNA模板(DNA template)、DNA引物(primers)以及DNA聚合酶(DNA polymerases)三个关键因素。

DNA模板是PCR反应的起始材料,它可以是任何来源的DNA。

DNA引物是用于定位PCR扩增片段的短DNA序列,两个引物选择的位置要能够框住要扩增的DNA片段。

DNA聚合酶是用于在DNA引物的引导下在DNA模板上复制DNA的酶。

PCR反应通常由三个步骤组成,包括变性、退火和延伸三个步骤。

这三个步骤可以通过简单地改变反应管中的温度来控制。

二、操作步骤PCR的操作步骤通常包括基因组DNA的提取、PCR反应液的配制、PCR反应、PCR产物的分析等。

基因组DNA的提取需要根据不同的来源分别进行操作。

PCR反应液的配制是为了保证PCR反应的稳定和准确。

在PCR反应时,需要根据模板DNA和引物的特性来确定PCR反应的条件。

如果模板DNA的浓度过低,PCR反应就会失效。

引物的选择是基于PCR扩增的目的和步长。

PCR反应是用于扩增DNA片段的步骤,通过循环变性、退火和延伸三个步骤,可以扩增数量低的DNA。

PCR反应细胞是通过一段特定的时间和温度来执行的。

这有助于扩增一个特定的DNA片段,而不会扩增其他DNA片段。

在PCR反应结束后,可以进行聚合酶链反应产物的实时分析。

分子生物学中的PCR技术及其应用实例

分子生物学中的PCR技术及其应用实例

分子生物学中的PCR技术及其应用实例PCR(聚合酶链反应)技术是一种重要的分子生物学技术,被广泛应用于基因分析、DNA测序、病因检测等领域。

本文将就PCR技术原理、扩增机制、优化技巧及其应用实例进行探讨。

一、PCR技术原理PCR技术是一种体外的DNA扩增技术,通过特定的引物和聚合酶的作用,在体外模拟DNA自然复制的过程,从而在短时间内扩增目标DNA片段。

该技术根据DNA双链分子在高温下变性再回复到原状态的特点,将DNA的变性、退火、延伸等过程结合在一起,实现DNA序列的指数级扩增。

二、PCR技术扩增机制PCR技术的扩增过程包括三个阶段:变性、退火与延伸。

1.变性阶段:将反应体系中DNA分子加热至90~95℃,使其双链分子变性为单链。

2.退火阶段:将反应体系中的温度降至50~65℃,使引物结合至目标DNA上,并通过引物特异性与目标DNA碱基互补,形成DNA单链结构。

3.延伸阶段:将反应体系中温度升至72℃,聚合酶结合引物上,开始向目标DNA上的方向进行DNA链延伸。

延伸的长度取决于引物长度和反应时间,延伸后生成新的DNA双链复合物,反复进行三个阶段的循环操作,最终可扩增数百万份目标DNA的分子。

三、PCR技术的优化技巧PCR技术使用方便,特异性好,扩增速度快,但仍然有一些问题需要注意:1.引物的设计:引物的设计是PCR技术的一个重要环节。

应选择特异性好、长度适当、与目标DNA序列互补性强的引物。

2.缩短扩增时间:PCR反应时间一般需要数小时,较大地限制了其应用范围。

在加大酶的浓度、优化反应体系中缩短PCR反应时间,可提高反应效率。

3.增加扩增产物数量:一般来说,反应体系中DNA数量的下限约为0.1ng。

可以通过调整引物浓度、酶浓度、反应体系条件,提高扩增产物数量。

四、PCR技术应用实例PCR技术在基因分析、DNA测序、病因检测等领域中被广泛应用。

以下分别介绍其应用实例:1.基因分析:PCR技术可用于DNA聚集的检测、DNA变异检测等基因分析中。

PCR技术在分子生物学研究中的应用

PCR技术在分子生物学研究中的应用

PCR技术在分子生物学研究中的应用PCR(聚合酶链反应)技术是一种常用于分子生物学研究中的重要工具,它能够在体外复制和放大特定DNA序列。

PCR技术的应用广泛,涉及到基因检测、疾病诊断、基因工程、进化研究等领域。

本文将重点介绍PCR技术在分子生物学研究中的应用和意义。

首先,PCR技术在基因检测和疾病诊断中起着关键作用。

通过PCR技术,可以扩增特定的基因片段,并通过对扩增产物的分析来确定特定基因的存在与否。

这对于一些遗传疾病的诊断具有重要意义。

例如,在肿瘤学研究中,往往需要检测一些特定的突变基因,以确定患者是否患有某种类型的癌症。

通过PCR技术,可以迅速、准确地检测出特定的突变基因,从而对疾病进行确诊。

其次,PCR技术在基因工程领域的应用非常广泛。

基因工程是通过改变生物体内的基因组成来获得特定的功能。

通过PCR技术,可以迅速扩增需要的基因片段,并将其插入到目标生物体中,从而达到改变其基因组成的目的。

例如,在农业领域,通过插入某些耐逆性基因,可以使作物更加抗旱、抗虫害;在医学领域,可以通过插入某些治疗性基因,来治疗一些遗传疾病。

PCR技术的高效、高特异性,使得基因工程领域的研究更加便捷和高效。

此外,PCR技术还在进化研究中发挥着重要的作用。

通过PCR技术,可以从不同物种的DNA中扩增出特定的基因片段,比如核糖体RNA基因。

通过对这些基因片段的比对和分析,可以研究不同物种之间的进化关系和亲缘关系。

这对于了解物种的起源、演化以及物种间的亲缘关系具有重要意义。

PCR技术的高灵敏度和高特异性,使得这项研究变得更加容易和高效。

最后,PCR技术也在病毒学研究中发挥着重要的作用。

病毒是一类非常微小的生物体,其中的基因组相对较小。

通过PCR技术,可以快速、准确地扩增出病毒的基因组,从而研究其结构、功能和传播机制。

此外,PCR技术还可以用于病毒的诊断和监测。

通过扩增病毒的特定基因片段,可以迅速确定病毒类型,并对其传播进行监测和控制。

pcr技术在分子生物学中的应用

pcr技术在分子生物学中的应用

pcr技术在分子生物学中的应用PCR技术在分子生物学中的应用引言:PCR(聚合酶链式反应)是一种在分子生物学中广泛应用的技术,它可以快速、准确地扩增DNA片段。

PCR技术因其高效、灵敏和可靠的特点,被广泛应用于基因检测、疾病诊断、基因工程、法医学等领域。

本文将深入探讨PCR技术在分子生物学中的应用。

一、基因检测PCR技术在基因检测中有着重要的应用。

通过PCR扩增特定基因片段,可以检测个体是否携带某种基因突变或遗传病。

例如,PCR技术可以用于检测乳腺癌相关基因BRCA1和BRCA2的突变,帮助判断个体是否具有遗传乳腺癌的风险。

此外,PCR技术还可以用于检测病原体的基因,例如新冠病毒的核酸检测就是基于PCR原理。

二、疾病诊断PCR技术在疾病诊断中具有重要的应用价值。

通过PCR扩增患者体液中特定病原体的DNA或RNA片段,可以快速准确地检测出病原体的存在,从而帮助医生进行疾病的诊断。

例如,PCR技术可以用于检测艾滋病病毒的存在,帮助医生判断患者是否感染了艾滋病。

此外,PCR技术还可以用于检测细菌感染,例如通过检测脑脊液中的细菌DNA片段来诊断脑膜炎。

三、基因工程PCR技术在基因工程领域有着广泛的应用。

通过PCR扩增目标基因片段,可以快速获得大量的目标DNA。

这样就可以进行基因克隆、基因插入等操作。

例如,PCR技术可以用于构建重组质粒,将目标基因插入到质粒中,从而实现基因的表达和研究。

此外,PCR技术还可以用于基因突变的引入,通过引入特定突变的PCR产物,可以实现特定基因的突变。

四、法医学PCR技术在法医学中有着重要的应用。

通过PCR扩增样本中特定基因片段的DNA,可以对犯罪现场的DNA进行检测和鉴定。

例如,在刑事案件中,通过PCR技术可以检测凶手遗留在现场的DNA,从而确定凶手的身份。

此外,PCR技术还可以用于亲子鉴定,通过比对父母和子女的DNA片段,确定亲子关系。

总结:PCR技术作为一种高效、灵敏和可靠的分子生物学技术,被广泛应用于基因检测、疾病诊断、基因工程、法医学等领域。

分子生物学与基因工程结课论文

分子生物学与基因工程结课论文

《分子生物学与基因工程》结课论文Real-Time PCR在分子生物学中的应用姓名:XXX学号:AXXXXXXX院系:生命科学学院班级:生科XXX班任课教师:XXX二零一二年十二月Real-Time PCR在分子生物学中的应用XXXXXX大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150xxx摘要:聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)可对特定基因进行扩增,因此被广泛应用于分子生物学领域中获取特定基因或基因片段。

定量PCR已经从基于凝胶的低通量分析发展到高通量的荧光分析技术,即实时定量PCR(real-time quantitative PCR)。

该技术实现了PCR从定性到定量的飞跃,且与常规PCR相比,它具有特异性强、灵敏度高、重复性好、定量准确、速度快、全封闭反应等特点,目前实时定量PCR作为一个极有效的实验方法,已被广泛地应用于分子生物学研究的各个领域,成为了分子生物学研究中的重要工具。

关键词:实时定量PCR;基因扩增;分子生物学1971年Khorana等最早提出PCR理论:―DNA变性解链后与相应引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,重复该过程便可克隆tRNA基因‖。

因当时基因序列分析方法尚未成熟、热稳定DNA聚合酶还未发现及寡聚核苷酸引物合成仍处于手工和半自动阶段,核酸体外扩增设想似乎不切实际,且Smith等已发现了DNA限制性内切酶,使体外克隆基因成为可能,Khorana 等的早期设想被忽视。

1985年Mullis等用大肠杆菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段体外扩增哺乳动物单拷贝基因成功以及1988年Saiki等将耐热DNA聚合酶(Taq酶)引入PCR ,使扩增反应的特异性和效率大大提高,并简化了操作程序,最终实现了DNA扩增的自动化,迅速推动了PCR的应用和普及。

自从PCR技术问世便很快成为科研、临床诊断的热点技术。

但是传统PCR技术在应用中一是不能准确定量,二是容易交叉污染,产生假阳性。

PCR技术及其应用(医学分子生物学)

PCR技术及其应用(医学分子生物学)
PCR技术及其应用(医学分 子生物学)
PCR技术是一种在实验室中用于从极微小的DNA样本中进行扩增的技术。它采 用特定的酶系统和温度循环,使得DNA片段可以被放大成大量可见的形式。
PCR技术原理
PCR技术利用DNA聚合酶在体外合成DNA的特性。它涉及三个主要步骤:变性、引物结合和扩增。
PCR技术应用领域
基因组学研究
PCR技术在基因组学研究中发挥着重要作用,可以用于从复杂基因组中扩增特定的DNA区域。
遗传疾病诊断
PCR技术可以用于检测携带有致病基因突变的人群,帮助进行早期诊断和预防。
法医学鉴定
PCR技术在法医学中可用于鉴定嫌疑犯的DNA,为犯罪调查提供重要证据。
PCR技术在医学研究中的应用
基因表达研究
2
基因突变筛查
PCR技术可以用于筛查各种遗传性疾病的突变,帮助早期诊断和预后评估。
3
体外受精
Hale Waihona Puke PCR技术在体外受精过程中可以检测和筛查胚胎的遗传疾病,提高受孕成功率。
PCR技术在药物研发中的应用
1 药物代谢研究
PCR技术可以用于研究药物在人体内的代谢途径和速度,以及相关的影响因素。
2 毒性评估
PCR技术可以检测和分析药物对细胞和组织的毒性作用,帮助评估药物的安全性。
PCR技术可以检测和定量特定基 因的表达水平,帮助解析基因功 能。
细胞株鉴定
PCR技术可用于验证和鉴定细胞 株是否为纯种,以确保实验结果 的准确性。
基因克隆
PCR技术可以在研究中克隆和扩 增特定的基因序列,为后续研究 提供材料。
PCR技术在临床诊断中的应用
1
病原检测
PCR技术可以迅速检测出引起感染的病原微生物,为精确诊断和治疗提供依据。
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《分子生物学与基因工程》结课论文Real-Time PCR在分子生物学中的应用姓名:学号:院系:班级:任课教师:二零一二年十二月Real-Time PCR在分子生物学中的应用东北农业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150030摘要:聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)可对特定基因进行扩增,因此被广泛应用于分子生物学领域中获取特定基因或基因片段。

定量PCR已经从基于凝胶的低通量分析发展到高通量的荧光分析技术,即实时定量PCR(real-time quantitative PCR)。

该技术实现了PCR从定性到定量的飞跃,且与常规PCR相比,它具有特异性强、灵敏度高、重复性好、定量准确、速度快、全封闭反应等特点,目前实时定量PCR作为一个极有效的实验方法,已被广泛地应用于分子生物学研究的各个领域,成为了分子生物学研究中的重要工具。

关键词:实时定量PCR;基因扩增;分子生物学1971年Khorana等最早提出PCR理论:―DNA变性解链后与相应引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,重复该过程便可克隆tRNA 基因‖。

因当时基因序列分析方法尚未成熟、热稳定DNA聚合酶还未发现及寡聚核苷酸引物合成仍处于手工和半自动阶段,核酸体外扩增设想似乎不切实际,且Smith等已发现了DNA限制性内切酶,使体外克隆基因成为可能,Khorana 等的早期设想被忽视。

1985年Mullis等用大肠杆菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段体外扩增哺乳动物单拷贝基因成功以及1988年Saiki等将耐热DNA聚合酶(Taq酶)引入PCR ,使扩增反应的特异性和效率大大提高,并简化了操作程序,最终实现了DNA扩增的自动化,迅速推动了PCR的应用和普及。

自从PCR技术问世便很快成为科研、临床诊断的热点技术。

但是传统PCR技术在应用中一是不能准确定量,二是容易交叉污染,产生假阳性。

直到1996年由美国Applied Biosystems公司推出的实时荧光定量PCR技术,上述问题才得到较好的解决[1]。

实时荧光定量PCR(real-timefluoro-genetic quantitative PCR,FQ-PCR)是通过对PCR扩增反应中每一个循环产物荧光信号的实时检测从而实现对起始模板定量及定性的分析。

在实时荧光定量PCR反应中,引入了一种荧光化学物质,随着PCR反应的进行,PCR反应产物不断累计,荧光信号强度也等比例增加。

每经过一个循环,收集一个荧光强度信号,这样就可以通过荧光强度变化监测产物量的变化,从而得到一条荧光扩增曲线图。

该技术不仅实现了对DNA模板的定量,而且具有灵敏度高、特异性和可靠性强、能实现多重反应、自动化程度高、无污染性、具实时性和准确性等特点,目前已广泛应用于分子生物学研究和医学研究等领域[2]。

1.实时荧光定量PCR技术概述1.1 实时荧光定量PCR原理1992年Higuchi等首次提出了采用动态PCR方法和封闭式检测方式对目的核酸数量进行定量分析[3],荧光探针技术是基于标记基团的FRET原理而实现的,当某个荧光基团的发射谱与另一个荧光基团的吸收光谱重叠,且两个基团距离足够近时,能量可以从短波长(高能量)的荧光基团传递到长波长(低能量)的荧光基团,相当于短波长荧光基团释放的荧光被屏蔽,这个过程称为FRET。

在探针5’端标记一个报告基团(R),在3’端标记一个淬灭基团(quencher,Q),两者距离很近时(7-10nm),报告基团发出的荧光能被淬灭基团所吸收,并依赖其较高的S/N比值(信-噪比, signal-to-noise ratio)和良好的辨别能力进行定量检测。

荧光扩增曲线扩增曲线可以分成三个阶段:荧光背景信号阶段,荧光信号指数扩增阶段和平台期[4]。

在荧光背景信号阶段,扩增的荧光信号被荧光背景信号所掩盖,无法判断产物量的变化。

而在平台期,扩增产物已不再呈指数级的增加。

PCR的终产物量与起始模板量之间没有线性关系,所以根据最终的PCR产物量不能计算出起始DNA拷贝数。

只有在荧光信号指数扩增阶段,PCR产物量的对数值与起始模板量之间存在线性关系,可以选择在这个阶段进行定量分析。

为了定量和比较的方便,在实时荧光定量PCR 技术中引入了两个非常重要的概念:荧光阈值和CT值。

荧光阈值是在荧光扩增曲线上人为设定的一个值,它可以设定在荧光信号指数扩增阶段任意位置上,但一般将荧光域值的缺省设置是3-15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍。

每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数被称为CT值(threshold value)。

CT值与起始模板的关系研究表明,每个模板的CT值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系,起始拷贝数越多,CT值越小。

利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线,其中横坐标代表起始拷贝数的对数,纵坐标代表Ct值。

因此,只要获得未知样品的Ct值,即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。

1.2 常用实时荧光定量PCR分类1.2.1 实时荧光定量PCR荧光染料法实时荧光定量PCR荧光染料法包括非饱和染料SYBR Green法和饱和染料LC Green法[5]。

非饱和染料SYBR Green染料法定量成本低,方法简便,不需要设计探针,但是特异性低。

荧光染料能和任何dsDNA结合,因此它也能与非特异的dsDNA(如引物二聚体)结合,使实验容易产生假阳性信号。

引物二聚体的问题目前可以用带有熔解曲线(melting curve)分析的软件加以解决。

饱和染料LC Green法与SYBR染料法工作原理是一样的,但与传统的荧光染料SYBR Green相比有如下优点:LC Green染料在进行PCR 时可以以饱和的浓度加入,不会抑制PCR反应,而Sybr Green 染料浓度过高会抑制PCR反应。

从而,利用LC Green染料可以进行高分辨率熔解曲线分析。

在进行HRM分析时,由于饱和染料占据了DNA双链上每一对碱基上的空位,所以在双链解链时,染料立即与双链脱离,使得荧光信号发生较大的变化,而非饱和染料常发生位置上的迁移,从而对荧光信号没有大的影响。

除LC Green染料外,常用的染料还有Reso Light、Ever Green等,这些都是绿色荧光染料,最佳激发波长范围440-470nm,发射荧光波长470-520nm。

1.2.1 实时荧光定量PCR探针法实时荧光定量PCR寡核苷酸探针法包括TaqMan探针法和TaqMan -MGB探针法。

TaqMan 探针法技术原理是利用Taq酶的5’—3’外切酶活性,在传统PCR技术一对特异性引物的基础上增加了一条荧光双标记探针。

该探针可与上、下游引物之间的DNA模板序列特异性结合。

探针的5’端标以荧光报告基团,3’端标以荧光淬灭基团。

在PCR退火复性期,探针与DNA模板特异性结合。

在PCR延伸阶段,Taq酶在引物的引导下,沿着模板合成新链,当移动至探针结合的位置时便发挥其5’—3’外切酶活性将探针降解成单核苷酸,使得荧光报告基团与淬灭基团分离,前者的荧光信号释放并被检测。

因此,每合成一条新链就有一个探针被裂解并释放出一个荧光信号。

荧光信号强度与PCR产物量相对应。

MGB探针与传统的TaqMan探针比较,有很大的优势。

它可以使探针的长度缩短,尤其对AT 含量高的序列的MGB探针的设计有很大的帮助;同时可以提高配对与非配对模板间的Tm值差异;由于在探针的3’端的Quencher基团为不发光的荧光基团,并且与Report基团在空间的位置更接近,使杂交的稳定性大大提高,实验的结果更精确,分辨率更高,可以进行SNP分析。

MGB探针实验步骤简单,使杂交的重复性大大提高。

1.3 实时荧光定量PCR定量方法在实时荧光PCR中,模板的定量有两种方法:绝对定量和相对定量。

绝对定量指用已知的标准曲线来推算未知的样本量;相对定量指在一定样品中靶序列相对于另一参照序列的量的变化。

由于每个模板的CT值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系,利用已知起始DNA浓度的标准品可做出标准曲线。

1.3.1绝对定量法该方法是利用标准品作一条标准曲线,通过标准曲线对样本进行定量。

绝对定量标准品一般是用质粒DNA或是PCR扩增产物等制备的。

标准品的量根据260nm的吸光度值计算得出。

由于样本的浓度完全是通过标准曲线来确定,所以合适的标准品是定量准确的关键。

一方面标准品与未知样本应具有一致的扩增效率,另一方面标准品的定量必须准确。

这就要求标准品的扩增序列与样本完全一致,制备的标准品纯度要高,不应含有影响定量的因素如Dnase、标准品与未知样本各自反应体系内的干扰因素要一致等。

该方法的优点就是测定范围很广(10~1010拷贝),结果可直接通过软件得出,不需额外计算。

1.3.2相对定量法相相对定量是指在测定目的基因的同时测定某一内源性管家基因,该管家基因主要是用于核苷酸的拷贝数的比较、反映反应体系内是否存在PCR扩增的影响因素,通常选用的管家基因有GAPDH、β-2微球蛋白和rRNA[6]。

使用的β-actin、相对定量较为早期的方法是用一系列已知外参物做标准曲线,根据该标准曲线得到目的基因和管家基因的量,再将目的基因同管家基因的比值作为定量的最后结果。

此种方法计算出未知样品的量是相对于某个参照物的量而言,因此,相对定量的标准曲线比较容易制备,对于所用的标准品只需知道其稀释度即可。

在整个试验中,待测样品的量来自于标准曲线,最终必须除以参照基因的量,即参照基因是1×的样本,其他的样本为参照基因的n倍。

由于管家基因在各种组织中的恒定表达,所以可用管家基因的量来作为标准,以比较来源不同的样本,目的基因表达量的差异,此即相对定量。

这一方法的缺陷是要求外参、目的基因和管家基因的扩增效率一致;此外加入已知起始拷贝数的内标相当于是进行双重PCR反应,存在两种模板相互的干扰和竞争[7]。

1.3.3相对定量反应循环值(C t)比较法即ΔCT值法,该方法是同时扩增待测靶基因片段和一个作为内参照的基因片段,一般是一个内源性管家基因片段。

这两个扩增反应可在2管中分别进行,也可在同一反应管中进行,测得两者的CT值之差,即ΔCT。

该方法不需要标准曲线。

它是根据PCR扩增反应的原理,假设每个循环增加倍的产物数量PCR反应的指数期得到扩增产物的值来反映起始模板的量通过数学公式来计算相对量。

比较C t法与标准曲线法的相对定量的不同之处在于其运用了数学公式来计算相对量,前提是假设每个循环增加一倍的产物数量,在PCR反应的指数期得到C t值来反应起始模板的量,一个循环(C t=1)的不同相当于起始模板数2倍的差异。

比较不同待测标本DNA的ΔCT值与正常标本DNA的ΔCT值的变化,即可对未知标本靶基因的原始拷贝数作出判断,从而对病理状态进行判断或诊断。

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