逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)
RT-PCR
适用于具有 PolyA 尾巴的 RNA。（原核生物的 RNA、真核生物的 Oligo dT rRNA 和 tRNA 不具有 PolyA 尾巴。）由于 Oligo dT 要结 合到 PolyA 尾巴上，所以对 RNA 样品的质量要求较高，即使有少 量降解也会使全长 cDNA 合成量大大减少。
RT－PCR
RT- PCR 即逆转录 PCR，是将 RNA 的逆转录（RT）和 cDNA 的聚 合酶链式扩增反应（PCR）相结合的技术。RT-PCR 技术灵敏而且用 途广泛，可用于检测细胞组织中基因表达水平、细胞中 RNA 病毒的 含量和直接克隆特定基因的 cDNA 序列等。
中文名 逆转录 PCR 外文名 reverse transcription PCR 性质 聚合酶链式反应广泛应用的变形 模板 一条 RNA 链被逆转录成为互补 DNA oligo 多聚体，相当于 mRNA 引物 AMV RT
基因序列已知的情况。
3RT-PCR 技术相关试剂 oligo: 多聚体，相当于 mRNA 引物 AMV RT：禽类成髓细胞瘤病毒逆转录酶 MMLV RT：莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶 dNTPs：脱氧核苷酸 RNase：RNA 水解酶 PCR Buffer：RT-PCR 缓冲液 MgCl2：2价镁离子
(2) 复性过程采用的温度至关重要如果复性温度太高，寡核苷 酸引物不能与模板很好的复性，扩增效率将会降低。如果复性 温度太低，引物将产生非特异性复性，从而导致非特异性的 DNA 片段的扩增。复性通常在比理论计算的引物和模板的溶解温度 低3—5℃的条件下进行。
（3）PCR 扩增所需的循环数目决定于反应体系中起始的模板拷 贝数以及引物延伸和扩增的效率。一旦 PCR 反应进入几何级数 的增长期，反应会一直持续下去，直至某一成分成为限制因素。 从这一点上来说，扩增产物中绝大多数应该是特异性的扩增产 物，而非特异性的扩增产物应该低到难以检测到的程度。用 TaqDNA 聚合酶（效率为0.7）在一个含有10的5次方个拷贝的靶 序列的反应体系中进行30个循环后往往可以做到上述的理想 情况。
逆转录-聚合酶链反应RT-PCRReverseTranscription-Polymerase
第1个 PCR 循环完成后 – 得到两个拷贝的靶序列
30次循环后靶序列扩增的数量
1 cycle = 2 Amplicon
No. of Cycles 1 2
No. Amplicon Copies of Target 2 4
2 cycle = 4 Amplicon
3 cycle = 8 Amplicon
PCR发明过程的简单回顾
PCR的基本原理
变性、复性、半保留复制
PCR三步曲
变性 退火 延伸 90～97℃ 45～55℃ 72℃左右
PCR过程
一生二，二生四，四生万物
PCR 循环 – 第一步 – 加热变性
靶序列
靶序列
PCR 循环- 第二步 – 引物与靶序列退火
PCR 循环 - 第三步 - 引物延伸
历
1983.4 Kary Mullis 在 开 车前去北加利福尼亚红树 县 Redwood country 的 一 条被月光笼罩的山路上构 思了PCR 随后卖给了Roche公司 价格：10,000$ 1993 Nobel prize
史
PCR?
• • • PCR只是一个简单的不起眼玩艺 ——凯利· 穆利斯（Kary Mullis) PCR只是一个概念，所发生的奇迹是：PCR概 念变成了可操作的实验系统，变成了一项成熟的 技术，后者又上升成为新的概念。 …
引物 酶 dNTP 模板 Mg2+
引物决定了PCR产物的特异性 引物的设计应遵循一定的原则
DNA Replication PCR
解链方式
引 物
Topoisomerase
RNA primer
Heating
DNA primer
延 伸
反转录pcr原理及应用
反转录pcr原理及应用反转录PCR（RT-PCR）是一种将RNA转化为DNA并进行扩增的技术。
它利用酶逆转录酶（reverse transcriptase）将RNA逆转录为互补的cDNA，然后通过聚合酶链式反应（PCR）扩增cDNA，从而实现对RNA表达的定量分析。
RT-PCR技术在分子生物学和医学领域中广泛应用，主要有以下几个方面：1. 定量分析RNA表达：因为RT-PCR技术可以将RNA表达量转化为cDNA扩增的数量，所以它可以用来定量分析基因在不同组织或条件下的表达。
2. 检测RNA病毒感染：RT-PCR技术可以用来检测病毒引起的RNA感染，如新冠病毒、HIV等。
3. 分析组织学标本：RT-PCR技术可以用于分析组织学标本中的RNA表达，如肿瘤组织中的癌基因表达等。
4. 检测基因突变：因为RT-PCR技术可以扩增含有突变的cDNA序列，所以它可以用来检测和鉴定基因突变。
5. RNA测序：RT-PCR技术可以用来预制RNA靶点，供后续RNA测序实验使用。
RT-PCR技术有多种不同的类型，它们的原理和应用有所不同。
以下介绍几种常见的RT-PCR技术：1. 实时荧光定量PCR（qPCR）：qPCR采用荧光探针实时检测PCR反应过程中扩增产物的数量，从而实现对RNA表达量的准确量化。
2. 反向转录-定量PCR（RT-qPCR）：RT-qPCR在RT-PCR的基础上，加入了荧光定量的测量方法，可以准确检测低浓度RNA样品中的表达情况。
3. 等温扩增RT-PCR：等温扩增RT-PCR是一种在恒定温度下进行的扩增，不需要特殊的PCR仪器，适合于在野外等条件下进行分析。
4. 数字PCR（dPCR）：dPCR是一种基于液滴PCR技术的扩增方法，可以用来检测少量RNA样品中的寡核苷酸序列。
虽然RT-PCR技术在RNA表达分析及临床应用方面有很多优势，但是这项技术也存在一些潜在的问题。
例如，使用PCR扩增技术时，可能会出现非特异性扩增产物，或者PCR抑制效应，这些都会影响数据分析的准确性。
RT-PCR和realtimePCR原理及步骤
装载
将样品和试剂装入PCR板或 realtimePCR板中。
进样
将PCR板或realtimePCR板放 入仪器中开始反应。
评价和解读结果
1
数据分析
利用专业软件对荧光信号和扩增曲线进
基因表达计算
2
行分析。
比较样品之间的基因表达水平。
3
标准曲线制备
用标准品建立浓度和荧光信号之间的关 系。
实验控制和误差处理
1 防止样品污染
2 合理设计实验
避免引入外源DNA或RNA。
提前考虑样品数、重复次 数和阴性对照。
3 数据验证
CR的优缺点比较
RT-PCR
灵敏度高，适用于低表达基因，但结果需要后续凝 胶电泳分析。
realtimePCR
结果即时可见，无需后续分析，但对样品纯度和荧 光信号分析要求较高。
RT-PCR和realtimePCR的应用领域
医学诊断
RT-PCR和realtimePCR用于病 原体检测、基因突变分析和 疾病诊断。
基因表达分析
这两种技术用于研究基因调 控、蛋白质表达和细胞信号 传导。
环境监测
RT-PCR和realtimePCR可用于 检测环境中的微生物和污染 物。
RT-PCR和realtimePCR的原理
应用案例
• 基因表达差异分析 • 疾病诊断 • 新药研发 • 环境污染监测
发展前景
随着技术的不断改进，RT-PCR和realtimePCR在医学、生物学和环境科学等领 域都会有更广泛的应用。
结论与展望
RT-PCR和realtimePCR是重要的分子生物学技术，为科学研究、医学诊断和环 境监测提供了强大的工具。
RT-PCR和realtimePCR原理 及步骤
检测mrna的方法
检测mrna的方法
检测mRNA的方法有很多种，以下是其中几种常用的方法：
1. RT-PCR（逆转录聚合酶链式反应）：这是一种常用的方法，通过将mRNA反转录成cDNA，然后进行PCR扩增，并使用荧光探针或染料检测目标mRNA的存在与否。
2. Northern blotting（北方杂交）：这种方法通过将RNA迁移至固定在膜上的DNA探针上，然后使用放射性探针或荧光标记的探针检测目标mRNA的存在及其大小。
3. In situ hybridization（原位杂交）：利用与目标mRNA互补的DNA或RNA 探针，在组织切片中直接检测mRNA分布。
4. RNA-Seq：这是最新的一种方法，通过高通量测序技术直接测定mRNA序
列和表达水平，可以提供全基因组范围内的mRNA信息。
这些方法各有优点和局限性，选择适当的方法取决于实验目的和研究对象的特点。
简述RT-PCR的原理及应用
简述RT-PCR的原理及应用1. RT-PCR的原理RT-PCR（Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction）是一种将RNA转录成DNA并通过聚合酶链式反应（PCR）扩增的技术。
它结合了逆转录反应（RT）和PCR技术，能够从RNA分子中扩增出目标序列的DNA片段。
RT-PCR的原理可以分为以下几个步骤： - 逆转录反应：在逆转录酶（RT酶）的作用下，将RNA模板反转录成单链cDNA（互补DNA）。
- 第一链合成：通过加入一条适配器序列，形成一条新的DNA链，并使其保持单链状态。
- 第二链合成：加入第二个引物，依靠DNA聚合酶进行DNA链的合成。
此时，所得到的双链cDNA与原始RNA分子完全互补。
这样，通过逆转录和扩增两个步骤，我们可以从RNA模板中获得目标序列的DNA片断。
接下来，这些DNA片段可以通过PCR技术进一步扩增，以获取更多目标DNA。
2. RT-PCR的应用RT-PCR技术具有广泛的应用范围，包括以下几个方面：2.1 基因表达分析RT-PCR广泛应用于基因表达分析领域，其敏感性、特异性和快速性使其成为研究基因表达的重要工具。
通过从细胞中提取RNA，然后经过逆转录反应合成cDNA，最后通过扩增PCR得到目标基因的片段，可以定量分析目标基因在不同条件或组织中的表达水平。
2.2 病毒检测与诊断RT-PCR技术在病毒检测和诊断方面具有重要的应用价值。
病毒RNA是RT-PCR的理想模板，通过逆转录和扩增，可以检测病毒的存在和数量。
例如，在COVID-19大流行期间，RT-PCR被广泛用于检测冠状病毒的RNA，以诊断感染者和筛查潜在的传播者。
2.3 遗传疾病筛查RT-PCR也被广泛用于遗传疾病的筛查，特别是单基因遗传病的检测。
通过RT-PCR扩增目标基因的DNA片段，可以鉴定致病基因的突变。
这对于帮助家族中可能患有遗传病的个体进行早期诊断和咨询是非常重要的。
RTPCR的基本原理
RTPCR的基本原理一、什么是RTPCRRTPCR（Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction）是一种基因检测技术，常用于检测RNA的数量和序列特征。
通过该技术，可以对RNA进行逆转录合成DNA，然后利用聚合酶链反应（PCR）放大DNA的特定片段。
RTPCR技术在医学、生物学和疾病诊断领域具有广泛的应用。
二、RTPCR的基本步骤RTPCR技术主要包括逆转录、PCR放大和检测三个步骤。
1. 逆转录逆转录是将RNA转录为DNA的过程。
在逆转录过程中，需要使用逆转录酶、RNA 模板和引物（primers）进行反应。
逆转录酶能够将RNA模板中的核苷酸序列反转录成互补的DNA链。
引物是一小段DNA或RNA序列，在逆转录过程中与RNA模板发生互补配对，作为起始合成新DNA链的起点。
2. PCR放大PCR放大是将逆转录得到的DNA片段进行指数级扩增的过程。
在PCR反应体系中，需要加入逆转录产物、DNA聚合酶、引物和dNTPs（脱氧核苷酸三磷酸盐）。
PCR 反应通过循环加热和冷却的步骤，在不同温度下引发DNA的分离、复性和扩增。
反复的PCR循环能够使目标DNA片段的数量成倍增加。
3. 检测PCR放大后的DNA片段可以进行进一步的检测和分析。
常用的检测方法包括凝胶电泳、荧光探针或荧光染料结合等技术。
通过这些方法，可以检测到目标DNA片段的数量和特异性。
三、RTPCR的应用RTPCR技术在医学和生物学领域有广泛的应用。
1. 疾病诊断RTPCR可以检测病原体的基因序列，用于疾病的早期诊断和追踪。
例如，在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情中，RTPCR被广泛应用于检测病毒的核酸，以帮助诊断和追踪病例。
2. 基因表达分析RTPCR可以检测和分析基因的表达水平。
通过检测特定基因的转录水平，可以了解基因在不同组织、不同发育阶段或不同环境条件下的表达差异。
这对于研究基因功能和调控机制非常重要。
real-time rt-pcr的原理
real-time rt-pcr的原理
实时反转录聚合酶链式反应（real-time RT-PCR）的原理基于实时荧光定量PCR技术，结合了逆转录（RT）和聚合酶链式反应（PCR）两个技术。
首先，通过逆转录将RNA转录成cDNA。
这个过程由逆转录酶和引物完成，
引物与目标RNA序列的特异性序列互补。
当引物与目标RNA序列结合时，逆转录酶开始参与反应，通过循环变化的温度条件，使RNA序列转录成互补的DNA（cDNA）。
然后，这个cDNA作为模板进行PCR扩增。
PCR反应体系中含有荧光探针和
引物，引物与cDNA的特异性序列互补。
当引物与cDNA序列结合时，通过循环变化的温度条件，使DNA片段扩增。
在PCR扩增过程中，荧光信号发生器被激活，荧光信号开始释放。
荧光信号的释放与DNA片段的扩增相关联，通过检测荧光信号的强度，可以实时监测DNA片段的扩增情况。
通过比较荧光信号的强度与标准曲线，可以确定初始样品中目标RNA的量。
总之，实时反转录聚合酶链式反应是一种高灵敏度、高特异性的RNA检测技术，广泛应用于基因表达分析、病毒检测和基因突变研究等领域。
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逆转录-聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain
Reaction，RT-PCR)的原理是：提取组织或细胞中的总RNA，以其中的mRNA作为模板，采用Oligo（dT）或随机引物利用逆转录酶反转录成
cDNA。
再以cDNA为模板进行PCR扩增，而获得目的基因或检测基因表达。
RT-PCR使RNA检测的灵敏性提高了几个数量级，使一些极为微量RNA样品分析成为可能。
该技术主要用于：分析基因的转录产物、获取目的基因、合成cDNA探针、构建RNA高效转录系统。
详细
实验方法
∙逆转录-聚合酶链反应实验方法
实验材料
∙组织或细胞样品
试剂、试剂盒
∙RNA提取试剂
∙dNTP 混合物
∙Taq DNA聚合酶
∙第一链cDNA合成试剂盒
仪器、耗材
∙离心管
∙离心机
∙水浴锅
∙PCR管
∙电泳仪
∙凝胶图像分析系统
逆转录-聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction，R T-PCR)的原理是：提取组织或细胞中的总RNA，以其中的mRNA作为模板，采用Oligo（dT）或随机引物利用逆转录酶反转录成cDNA。
再以cDNA为模板进行PCR扩增，而获得目的基因或检测基因表达。
RT-PCR使RNA检测的灵敏性提高了几个数量级，使一些极为微量RNA样品分析成为可能。
该技术主要用于：分析基因的转录产物、获取目的基因、合成cDNA探针、构建RNA高效转录系统。
一、反转录酶的选择
1．Money 鼠白血病病毒（MMLV）反转录酶：有强的聚合酶活性，RNA酶H
活性相对较弱。
最适作用温度为37℃。
2．禽成髓细胞瘤病毒（AMV）反转录酶：有强的聚合酶活性和RNA酶H活性。
最适作用温度为42℃。
3．Thermus thermophilus、Thermus flavus等嗜热微生物的热稳定性反转录酶：在Mn2+存在下，允许高温反转录RNA，以消除RNA模板的二级结构。
4．MMLV反转录酶的RNase H-突变体：商品名为Superscript 和SuperScript
Ⅱ。
此种酶较其它酶能多将更大部分的RNA转换成cDNA，这一特性允许从含二级结构的、低温反转录很困难的mRNA模板合成较长cDNA。
二、合成cDNA引物的选择
1．随机六聚体引物：当特定mRNA由于含有使反转录酶终止的序列而难于拷贝其全长序列时，可采用随机六聚体引物这一不特异的引物来拷贝全长mRNA。
用此种方法时，体系中所有RNA分子全部充当了cDNA第一链模板，PCR引物在扩增过程中赋予所需要的特异性。
通常用此引物合成的cDNA中96%来源于rRNA。
2．Oligo(dT)：是一种对mRNA特异的方法。
因绝大多数真核细胞mRNA具有3’端Poly(A+)尾，此引物与其配对，仅mRNA可被转录。
由于Poly(A+)RNA 仅占总RNA的1-4%，故此种引物合成的cDNA比随机六聚体作为引物和得到的cDNA在数量和复杂性方面均要小。
3．特异性引物：最特异的引发方法是用含目标RNA的互补序列的寡核苷酸作为引物，若PCR反应用二种特异性引物，第一条链的合成可由与mRNA 3’端最靠近的配对引物起始。
用此类引物仅产生所需要的cDNA，导致更为特异的PCR扩增。
三、试剂准备
1．RMA提取试剂
2．第一链cDNA合成试剂盒
3．dNTPmix：含dATP、dCTP、dGTP、dTTP各2mM
4．Taq DNA聚合酶
四、操作步骤
1. 总RNA的提取：见相关内容。
2. cDNA第一链的合成：目前试剂公司有多种cDNA第一链试剂盒出售，其原理基本相同，但操作步骤不一。
现以GIBICOL公司提供的SuperScriptTM Pre amplification System for First Strand cDNA Synthesis 试剂盒为例。
①在0.5ml微量离心管中，加入总RNA 1-5μg，补充适量的DEPC H2O使总体积达11μl。
在管中加10μM Oligo（dT）12-18 1μl，轻轻混匀、离心。
②70℃加热10min，立即将微量离心管插入冰浴中至少1min。
然后加入下列试剂的混合物：10×PCR buffer 2μl；25mM MgCl22μl；10mM dNTPmix 1μl；0.1M DTT 2μl
轻轻混匀，离心。
42℃孵育2-5min。
③加入SuperscriptⅡ1μl ，在42℃水浴中孵育50min。
④于70℃加热15min以终止反应。
⑤将管插入冰中，加入RNase H 1μl ，37℃孵育20min，降解残留的RNA。
-20℃保存备用。
3．PCR：
①取0.5ml PCR管，依次加入下列试剂：第一链cDNA 2μl；上游引物（10 pM）2μl；下游引物（10pM）2μl；dNTP(2mM) 4μl；10×PCR buffer 5μl；Taq 酶（2u/μl）1μl。
②加入适量的ddH2O，使总体积达50μl。
轻轻混匀，离心。
③设定PCR程序。
在适当的温度参数下扩增28-32个循环。
为了保证实验结果的可靠与准确，可在PCR扩增目的基因时，加入一对内参（如G3PD）的特异性引物，同时扩增内参DNA，作为对照。
④电泳鉴定：行琼脂糖凝胶电泳，紫外灯下观察结果。
⑤密度扫描、结果分析：采用凝胶图像分析系统，对电泳条带进行密度扫描。
五、注意事项
1．在实验过程中要防止RNA的降解，保持RNA的完整性。
在总RNA的提取过程中，注意避免mRNA的断裂。
2．为了防止非特异性扩增，必须设阴性对照。
3．内参的设定：主要为了用于靶RNA的定量。
常用的内参有G3PD（甘油醛-3-磷酸脱氢酶）、β-Actin（β-肌动蛋白）等。
其目的在于避免RNA定量误差、
加样误差以及各PCR反应体系中扩增效率不均一各孔间的温度差等所造成的误差。
4．PCR不能进入平台期，出现平台效应与所扩增的目的基因的长度、序列、二级结构以及目标DNA起始的数量有关。
故对于每一个目标序列出现平台效应的循环数，均应通过单独实验来确定。
5．防止DNA的污染：①采用DNA酶处理RNA样品；②在可能的情况下，将PCR引物置于基因的不同外显子，以消除基因和mRNA的共线性。