分子生物学技术新进展
分子生物学的新进展与新应用
分子生物学的新进展与新应用随着时代的发展和先进技术的不断涌现，分子生物学这门学科也在不断进步和繁荣。
分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科，涉及到DNA、RNA、蛋白质、酶、代谢途径等多个领域，是现代生命科学中的重要分支之一。
分子生物学的研究对于生物学、医学、农业科技等领域都有着广泛的应用价值。
近年来，分子生物学的新进展和新应用也在不断涌现，这里我们来看一下其中的几个方面。
一、基因编辑技术基因编辑技术是一种基于CRISPR-Cas9系统的新型分子生物学工具，它可以在原有基因组的基础上编辑或修改DNA序列，从而实现对特定基因的删除、插入、替换等操作。
基因编辑技术的出现，打破了传统基因工程技术的局限性，大大提高了基因改良的效率和精度，为人类解决一系列遗传疾病、植物、动物的遗传改良等领域提供了有力工具。
二、单细胞基因组学单细胞基因组学是一种基于高通量DNA测序技术的新型方法，它可以在单个细胞水平上对DNA序列进行大规模测序。
相较于传统的基因组学方法，单细胞基因组学可以更加精细和全面地研究细胞的变异、发育和分化等过程，对解决一系列生物学问题有着重要意义。
例如将单细胞基因组学方法应用于肿瘤研究，可以更加深入地了解肿瘤细胞的异质性和进化过程，为精准治疗提供帮助。
三、结构生物学结构生物学是一种研究生物分子结构和功能的方法，通过用X射线晶体学、核磁共振技术等手段对蛋白质、核酸等超大分子进行结构分析，探究其生物学功能及相互作用。
结构生物学不仅可以提供高分辨率的分子图像，而且可以为药物发现与设计提供理论依据。
因此，结构生物学在药物研发、生物材料等多个领域有着广泛的应用。
四、细胞信号转导研究细胞信号转导是指细胞内外物质在相互作用下引起一系列生物学反应，从而实现不同细胞状态和功能的变化。
细胞信号转导的异常会导致多种疾病的发生，如肿瘤、慢性炎症等。
分子生物学的技术手段对于细胞信号转导的研究提供了必要工具，例如转录组学、蛋白质组学和结构生物学等方法，能够更加深入地了解细胞信号转导的分子机制。
生物化学与分子生物学中的新进展
生物化学与分子生物学中的新进展随着现代科技的发展，生物化学与分子生物学领域也在不断地迎来新的进展。
这些进展影响着我们对生命科学的了解和认识，也对人类的生命健康有着重要的意义。
下面，我们将从几个方面来阐述这些新进展。
一、基因编辑技术近年来，基因编辑技术在生物化学与分子生物学领域中受到了广泛的关注。
它可以通过改变特定基因的序列来修复遗传性疾病，甚至可以增强某些物种的特定性状。
其中最为著名的基因编辑技术就是CRISPR/Cas9系统。
CRISPR/Cas9系统利用CRISPR序列和Cas9蛋白质的作用，可以在特定的基因区域进行精确的剪切和黏合操作。
这个系统已经广泛地应用于昆虫学、植物学、动物学等研究领域，也被应用于人类基因研究和基因治疗。
基因编辑技术的发展为我们提供了新的治疗遗传性疾病和癌症的可能性，是生物化学和分子生物学领域的一大进步。
二、免疫疗法免疫疗法作为治疗癌症的新方法，在近年来也受到了广泛的关注。
免疫疗法利用人体自身的免疫系统来识别和攻击癌细胞，有效地杀灭了许多恶性肿瘤。
其中最为突出的免疫疗法就是CAR-T 细胞疗法。
CAR-T细胞疗法是一种通过基因改造的免疫疗法。
它通过提取患者自己的T细胞，将其改造成能够识别癌细胞的CAR-T细胞，然后再注射到患者体内，直接杀灭癌细胞。
截至目前，该技术已经获得了FDA的批准，成功治愈了许多肿瘤病人。
免疫疗法的进步为我们提供了一种全新的治疗癌症的方法，是生物化学和分子生物学领域的又一大进步。
三、蛋白质结构研究蛋白质是生物化学和分子生物学领域中的重要研究对象之一。
在过去，人们对蛋白质结构和功能的了解十分有限，但近年来，随着X射线晶体学和电子显微学技术的发展，对蛋白质结构的研究也取得了令人瞩目的成果。
最为典型的例子就是人类G蛋白偶联受体的结构研究。
G蛋白偶联受体广泛分布于人体各个器官，对许多药物的作用有着直接的影响。
但它的结构一直以来都是一个谜团。
然而最近，科学家们利用X射线晶体学技术，成功地解决了G蛋白偶联受体的结构，为我们提供了新的认识和理解。
前沿分子生物学研究进展
前沿分子生物学研究进展近年来，随着科技的发展和人们对健康的关注，分子生物学的研究受到越来越多的关注。
分子生物学是研究分子和细胞的结构、功能和相互作用的学科。
在科学研究发展的过程中，前沿研究始终是人们关心的焦点。
本文将对当前分子生物学研究的一些前沿进展进行介绍和理解，以期能更好地了解生命的奥秘。
一、CRISPR-Cas9技术CRISPR-Cas9是一种基因编辑技术，它是一种有着广阔潜力的DNA切割和粘贴技术，基于细菌免疫系统提供的抗病毒保护机制。
“CRISPR”指的是“集群间重复意义短回文序列”(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)，而CAS-9则是能够识别和切割DNA的酶。
CRISPR-Cas9技术可以使科学家更准确、更快速地编辑人类或者其它物种的基因。
它可以修复或删除基因，对于研究基因的功能以及治疗人类遗传病具有重要意义。
该技术目前已在许多生物领域得到广泛的应用，比如增强了抗病作物的培育，改善人类遗传缺陷的治疗等。
虽然这种方法仍处于研究阶段，但它的发明已经引起了世界范围内科学家的广泛关注和研究。
二、免疫治疗免疫治疗是一种新型癌症治疗方法，它是通过激发人体免疫系统来打击癌症。
这种新型治疗方法通过改变T细胞的活性、激活其免疫系统，让免疫系统自主对抗肿瘤。
近年来的研究成果表明，免疫治疗可以生成持久性的免疫反应，增加细胞因子的产生，提高肿瘤细胞的毒性，使得免疫系统能够更有效地攻击癌症。
这种治疗方法已经在良性和恶性疾病的治疗上有了重要的影响，其中最有希望的是在癌症治疗领域，免疫治疗被认为是最有潜力的救命稻草之一。
三、DNA合成人类DNA合成的观测和研究已经超越了以往的常规技术，比如PCR(聚合酶链式反应)，随着更多技术的开发，大量的待测序列正在处理中，并且更易于解读。
现在人们可以比以往任何时候都更准确地合成DNA序列。
这种DNA合成技术为新型药物的发展和基因工程的更深入研究提供了可能。
分子生物学的前沿进展
分子生物学的前沿进展分子生物学是研究生物体内分子和分子间相互作用的学科。
自20世纪50年代以来，分子生物学一直处于科学研究的前沿。
随着科学技术的不断提升，分子生物学的研究领域和深度也在不断扩展和加深。
在本文中，将介绍最新的分子生物学研究进展。
1. 蛋白质质谱蛋白质质谱是一种能够定量分析蛋白质组成和结构的技术，是分析蛋白质的重要工具。
最近，蛋白质质谱技术中的“时间分辨蛋白质质谱”（iTRAQ）和“标记定量蛋白质质谱”（SILAC）已经成为了研究蛋白质组学的常用技术。
iTRAQ技术与传统的两维凝胶电泳技术相比，具有更好的定量精度和灵敏度，也能够同时检测到大量的蛋白质。
而SILAC技术则是通过标记生长在含有特定氮同位素的培养基中的细胞，来实现对蛋白质的精确定量分析。
这两种技术的发展，使得人们能够更加全面、深入地了解蛋白质组成和结构，从而提高对蛋白质功能和调节机制的理解。
2. CRISPR基因编辑技术CRISPR基因编辑技术是目前最前沿的基因编辑技术之一。
它利用CRISPR细菌天然的免疫系统，结合Cas9酶的作用，精准地编辑靶向DNA序列。
CRISPR/Cas9技术具有高效、精准、易操作等优点，被广泛应用于基因组编辑、基因治疗、疾病模型制备和疾病预防等领域。
此外，最近还出现了一种新型的基因编辑技术——“基因电影编辑技术”（GEPT）。
这种技术利用可逆转录和可逆转录酶的作用，可以将某些记录在基因组中的生物事件转化为数字图像或电影，从而能够实现对生命过程的记录和重现。
3. DNA纳米技术DNA纳米技术是一种以DNA作为材料的纳米加工技术。
利用DNA序列的高度可控性和自组装性，可以制备出复杂的分子结构和晶体结构，实现分子水平的纳米加工。
近年来，DNA纳米技术在纳米电路、分子计算、药物传递等领域取得了很多重要进展。
例如，美国研究人员利用DNA纳米技术制备出一个“DNA纳米机器人”，可以针对人体内的恶性肿瘤细胞进行精准分子识别和杀灭。
分子生物学的新进展与应用
分子生物学的新进展与应用随着生物科技的发展和创新，分子生物学领域也取得了巨大的突破和进展。
分子生物学是一门研究生物分子结构、功能和相互关系的学科，已经成为生命科学的核心领域之一。
本文将从几个方面介绍分子生物学的新进展和应用，包括DNA测序技术、基因编辑技术、分子诊断和药物研发等方面。
I. DNA测序技术DNA测序是分子生物学最重要的技术之一，它能够帮助科学家们了解生命的本质和进化。
近年来，随着高通量测序技术的兴起，测序速度和准确性得到了显著提高。
这种技术的最大优点是它可以很快地、准确地测定DNA序列，大大减少了研究过程中的时间和成本。
DNA测序技术的应用范围非常广泛，从基因突变分析、遗传修饰到基因表达等都可以得到非常准确的结果。
DNA测序技术被广泛应用于基因组重构和修饰，从而帮助人类治疗各种疾病。
II. 基因编辑技术基因编辑技术是分子生物学领域的一项革命性技术，它已经成为开展生物医学研究的重要手段之一，并在治疗传染病和癌症等疾病方面展现了无限的潜力。
通过基因编辑技术，科学家们可以准确地修改DNA序列，从而更好地理解基因的功能和调节机制。
同时，基因编辑技术也能够实现基因加减和突变等操作，从而用于修复或治疗患者的基因缺陷或疾病。
III. 分子诊断分子诊断技术就是利用分子生物学方法对病原体及其相关的分子进行特异性检测，从而在临床疾病诊断和治疗中起到重要作用。
相比传统的方法，分子诊断技术具有高灵敏性、高特异性和高速度等优点，能大大提高疾病诊断效率和准确性，避免了对患者的影响。
分子诊断技术的应用范围非常广泛，涉及到传染病、肿瘤以及遗传性疾病等方面。
IV. 药物研发分子生物学的发展不仅对生命科学领域产生巨大的影响，还已经成为药物研发领域的重要手段。
分子生物学的研究和成果使科学家们对很多疾病的分子机制有了更好的理解，从而设计出更加准确、高效的药物，这也为新药的开发和制备提供了一系列的技术支持。
一些新型分子靶向治疗药物已经在药物研究和临床治疗中得到成功应用，帮助人们更好地治疗疾病，提高生活质量。
分子生物学研究中的新进展
分子生物学研究中的新进展分子生物学是生命科学中重要的一个领域，它研究的是生物体内分子层次上的结构、功能、动态变化及其相互作用。
随着科技的发展和人类对于这个领域的不断深入探索，分子生物学相关研究也在不断取得新的进展。
接下来，我们就来谈谈分子生物学研究中的新进展。
一、新开发的技术手段随着科技的不断进步，分子生物学研究中新的技术手段不断涌现，这也为我们的研究提供了更多的可能性。
例如，CRISPR-Cas9技术是近年来发展比较快的一种基因编辑技术，它相较于之前的基因编辑技术更为精准和高效。
利用CRISPR-Cas9技术可以精准地改变或插入目标基因，将不良变异基因进行纠正，为相关疾病的治疗带来了更加深刻的生物学基础。
除此之外，单细胞测序技术也是当前发展非常迅速的一个领域。
在过去，我们的分子生物学研究主要关注组织、器官及其影响下的整体表观遗传状况和信号传递。
但这个方法并不能反映出细胞中的细微差别和变化，因此单细胞测序技术应运而生。
利用这种技术能够获取到单个细胞的表达数据，并得到单个细胞的基因组和转录组数据，让我们对于更加细微的变化有了更深入的认识。
二、新的研究方向分子生物学的研究不能仅关注DNA、RNA及蛋白质等类似于传统的生物分子，还应该关注复杂细胞体系中的其他生物分子的互相作用，例如细胞膜、细胞骨架、代谢产物等等。
为了更好的理解这个复杂的体系，一些新的分支也应运而生。
其中梦幻蛋白质学（intrinsically disordered protein，IDP）就是世界上最活跃的生命科学领域之一。
梦幻蛋白主要指那些没有一个特定的三维结构的蛋白质，它可以根据所在环境而采取不同的结构。
IDP在许多生物学过程中发挥着非常重要的作用，例如对于复制、DNA损伤响应和调控、乃至蛋白分解等等。
研究IDP被认为是未来研究中最有前途的方向之一。
三、新的研究成果随着科技和研究的不断深入，分子生物学领域中也涌现出了许多新的研究成果。
分子生物学技术在肿瘤早期诊断方面新进展
分子生物学技术在肿瘤早期诊断方面新进展近年来，随着分子生物学技术的不断发展和完善，人们在肿瘤早期诊断方面取得了一系列新的进展。
这些技术在肿瘤的早期发现、鉴定和个性化治疗方面发挥着重要作用。
本文将介绍一些分子生物学技术在肿瘤早期诊断方面的新进展，以及它们在临床实践中的应用。
一、循环肿瘤DNA循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA）指的是肿瘤患者血液中可检测到的肿瘤源性DNA片段。
由于肿瘤细胞的死亡和分解，这些DNA片段会释放入血液中。
通过检测和分析ctDNA，可以实现对肿瘤患者的早期诊断和治疗监测。
近期研究发现，ctDNA在肿瘤早期诊断中具有很高的敏感性和特异性，可以提供关于肿瘤发生、发展、转移和耐药机制的重要信息。
二、循环肿瘤细胞循环肿瘤细胞（circulating tumor cells，CTCs）是在肿瘤转移过程中脱落和进入体液的恶性肿瘤细胞，在血液或体液中具有极低的浓度。
目前，通过分子生物学技术，可以从血液或体液中检测到极低数量的CTCs，并进行进一步的鉴定和分析。
CTCs的检测可以用于肿瘤的早期诊断和预后判断，并可作为监测治疗效果和药物耐药性的指标。
三、微小RNA微小RNA（microRNA，miRNA）是一类长度为18-25个核苷酸的非编码RNA分子，可以通过抑制特定基因的翻译和调节特定基因的表达来影响细胞的功能。
研究发现，肿瘤细胞中的miRNA与正常组织相比存在差异，这些差异可用于肿瘤的早期诊断和预后判断。
通过分子生物学技术，可以从血液、尿液等体液中检测和分析miRNA的表达水平，为肿瘤的早期筛查和个体化治疗提供重要依据。
四、基因组学基因组学是研究基因组结构、组成、功能和调控等方面的学科，通过分析肿瘤细胞基因组的变化，可以揭示肿瘤的发生机制和演化过程。
目前，高通量测序技术和基因编辑技术的发展使得我们可以更加全面和深入地研究肿瘤的基因组学特征。
通过分析肿瘤细胞中的基因突变、拷贝数变异和染色体重排等，可以实现对肿瘤的早期诊断和个性化治疗的精准定位。
分子生物学前沿(一)2024
分子生物学前沿（一）引言概述：分子生物学是研究生物体内生物大分子如DNA、RNA和蛋白质以及其相互作用的学科领域。
近年来，随着技术的不断进步和新的研究方法的出现，分子生物学进入了一个前所未有的前沿阶段。
本文将探讨分子生物学的五个前沿领域，包括基因组编辑、表观遗传学、蛋白质组学、CRISPR技术以及单细胞测序。
一、基因组编辑1. CRISPR-Cas9系统的原理和应用2. TALEN和ZFN技术的优势与局限性3. 基因编辑在疾病治疗中的潜力4. 基因修饰在农业领域的应用5. 基因组编辑的道德和伦理问题二、表观遗传学1. DNA甲基化和染色质重塑2. 表观遗传修饰对基因表达的调控3. 表观遗传学在疾病治疗中的作用4. 可逆性表观遗传变化的研究进展5. 表观遗传学与环境因素的关联研究三、蛋白质组学1. 蛋白质组学的研究方法和技术2. 大规模蛋白质互作网络的构建与分析3. 蛋白质定量与定位的新方法4. 蛋白质组学在疾病研究中的应用5. 蛋白质药物研发的新进展四、CRISPR技术1. CRISPR在基因治疗中的应用2. CRISPR用于疾病模型建立的优势3. CRISPR修饰哺乳动物基因组的技术挑战4. CRISPR技术的新进展和改进5. CRISPR应用的道德和安全性问题五、单细胞测序1. 单细胞测序技术的原理和方法2. 单细胞测序在发育生物学中的应用3. 单细胞测序揭示人体组织和器官的异质性4. 单细胞测序在肿瘤研究中的突破5. 单细胞测序的数据分析方法和挑战总结：分子生物学在基因组编辑、表观遗传学、蛋白质组学、CRISPR 技术以及单细胞测序等前沿领域取得了重要突破。
这些研究对于理解生命的基本机制、疾病的发生发展以及药物研发具有重要意义。
然而，这些领域仍面临着许多挑战，包括伦理道德问题、技术和方法的改进以及数据分析的挑战等。
随着进一步的研究和发展，分子生物学前沿领域将不断拓展我们对生物的认识和应用。
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（二）原位PCR技术
原位PCR(in situ PCR)是在组织切片或细胞涂片 上的单个细胞内进行的PCR反应，然后用特定 标记的已知顺序核酸为探针与细胞或组织切片 中核酸进行杂交，再以放射自显影的方法显示 结果。现在多用生物素酶免疫方法进行检测， 可检出待测DNA或RNA是否在该组织或细胞中 存在。
（三）DNA和RNA的微量分析
PCR技术高度敏感，对模板DNA的量要求很低，是 DNA和RNA微量分析的最好方法。
分子生物学技术新进展
（四）DNA序列测定 将PCR技术引入DNA序列测定，使测序工作 大为简化，也提高了测序的速度；
（五）基因突变分析 PCR与其他技术的结合可以大大提高基因突变检 测的敏感性 。
分子生物学技术新进展
分子生物技术概述
分子生物技术也称之为生物工程，是现代生 物技术的主要标志，其内容包括基因工程技术、 细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、 酶工程技术等。重组DNA技术是现代分子生物 技术发展中最重要的成就之一，也是基因工程 (Gene Engineering)的核心技术。
分子生物学技术新进展
重组DNA和分子克隆的几种方法： （依目的基因的来源）
1、从基因组中分离目的基因在细胞中克隆 2、由特定mRNA逆转录合成cDNA后再进行 克隆 3、化学合成目的基因进行克隆 4、PCR体外扩增目的片段进行克隆
分子生物学技术新进展
PCR体系基本组成成分和步骤
•模板DNA
•特异性引物
分子生物学技术新进展
目前原位PCR发展最快的是荧光素标记的原位 DNA杂交技术，即荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization, 简称FISH技术），是利用与荧 光素分子偶联的单克隆抗体与抗原标记的探针分子 特异性的结合来检测DNA序列在染色体上的位置。 此技术在病理学诊断上有广泛的实用性，包括病毒 感染的检测，特异性染色体的鉴别和肿瘤基因的检 查等。
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基本原理与过程：
1、分离纯化目的基因 2、目的基因 + vector =重组DNA分子 3、重组DNA分子导入受体细胞，并在其内增殖。 4、筛选含有重组DNA的细胞——细胞克隆（cell clone），将转化的细胞置于琼脂表面，以刺激细胞 克隆生长，这些细胞是由单个细胞形成的遗传相同 的细胞群体，故称细胞克隆。再将每个克隆移至液 体培养基中进行扩增。 5、分离重组DNA克隆：即收获扩增的培养细胞， 并选择分离重组DNA。
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三、几种重要的PCR衍生技术
（一）逆转录PCR技术 逆转录PCR(reverse transcription PCR，RT-PCR)是将 RNA的逆转录反应和PCR反应联合应用的一种技术， 是目前从组织或细胞中获得目的基因以及对已知序 列的RNA进行定性及半定量分析的最有效方法。
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重组DNA技术（Recombinant DNA Technique）
是人类根据需要选择目的基因（DNA片段）在体 外与基因运载体接合成具有自我复制能力的DNA 分子——复制子(replicon)，继而通过转化或转染 入另一细胞或生物体内，然后筛选出含有目的基 因的细胞，再进行扩增提取，获得大量重新组合 的DNA分子，也称基因克隆或 DNA克隆。 (常用的载体有：质粒，λ噬菌体，粘粒，BAC， YAC，PI等)。
分子生物学技术新进展
分子生物学技术新进展
二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和 疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。最近十年，分子生 物技术已成为医学领域极其有力的研究工具，基因工程技 术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基 因体外扩增技术、生物芯片技术、分子纳米技术在医学研 究中和药物研制与开发中得到广泛应用，使得分子生物医 学技术取得了突破性进展，也给医学带来了崭新的局面， 分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。
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Cycle 3
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25～30 次循环后，模板DNA的含量 可以扩大100万倍以上。
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二、PCR技术的主要用途
（一）目的基因的克隆 （二）基因突变
利用PCR技术可以随意设计引物在体外对目的基因片 段进行嵌和、缺失、点突变等改造。
分子生物学技术新进展
重组DNA技术的发展史
1865年 G.J.Mendel的豌豆杂交试验 18661944年 O.T.Avery的肺炎球菌转化实验 1973年 美国斯坦福大学的科学家构建第一个重组DNA分子 1977年 美国南旧金山由博耶和斯旺森建立世界上第一家遗传
工程公司，专门应用重组DNA技术制造医学上重要的药物。 1980年 开始建造第一家应用重组DNA技术生产胰岛素的工厂 1997年 英国罗林研究所成功的克隆了多莉
分子生物学技术新进展
以 质 粒 为 载 体 的
DNA 克 隆 过 程
分子生物学技术新进展
重组DNA技术的目的
• 上述细胞的克隆系统可直接导入的目基 因扩增，获得足够量的目的基因来进行 结构与功能的研究。
• 重组DNA技术的另一目的是获得基因 重组后的产物——RNA，蛋白质。
• 将目的基因与表达载体重组，导入宿主 细胞进而表达出相应的基因产物（蛋 白）。如胰岛素，干扰素；生产疫苗的 抗原和特异的抗体等。
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（三）实时定量PCR (real-time PCR)技术
是指在PCR反应体系中加入荧光基团，利用 荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过 标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
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分子杂交与印迹技术
Molecular Hybridization and Blotting Technique 核酸分子杂交 (nucleic acid hybridization)原理 在DNA复性过程中，如果把不同DNA单链分 子放在同一溶液中，或把DNA与RNA放在一 起，只要在DNA或RNA的单链分子之间有一 定的碱基配对关系，就可以在不同的分子之 间形成杂化双链(heteroduplex) 。
•耐热DNA聚合酶
•dNTPs •Mg 2+
延伸 72˚C
变性 95˚C
退火 Tm-5˚C
分子生物学技术新进展
聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction）
Template DNA
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Primer 1
5 Primer 2
Cycle 1
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Cycle 2
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