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您現(xiàn)在的位置: 醫(yī)學全在線 > 理論教學 > 基礎學科 > 免疫細胞與核酸分子雜交 > 正文:PCR各處應用模式
    

PCR各處應用模式

  一、兼并引物(Degenerate Primer)PCR

  密碼子具有兼并性,如表22-4,單以氨基酸順序推測編碼的DNA序列是不精確的,但可以設計成對兼并引物,擴增所有編碼已知順序的核酸序列。用兼并引物時寡核苷酸中核苷酸序列可以改變,但核苷酸的數(shù)量應相同。兼并度越低,產(chǎn)物特異性越強,設計引物時應盡量選擇兼并性小的氨基酸,并避免引物3’末端兼并,針對兼并的混合引物已成功地用于未知靶DNA的擴增、克隆和序列分析,F(xiàn)已成功地克隆了豬尿酸氧化酶基因、糖尿病相關肽基因和哺乳動物與禽類的嗜肝病毒基因。用脫氧肌苷(deoxyinosine;DI)引物進行PCR,可以代替編碼蛋白的多種兼并密碼子中的兼并堿基,DI的特異性主要受cDNA濃度影響。

表22-4 密碼兼并性

氨基酸 密碼子數(shù)
M、W 1
C、D、E、F、H、K、N、Q、Y 2
I 3
A、G、P、T、V 4
L、R、S 6

  注:選擇使用的肽鏈最好避開有4~6個密碼子的氨基酸

  二、套式引物(Nested Primer)PCR

  用第一套引物擴增15~30個循環(huán),再用擴增DNA片段內(nèi)設定的第二套引物擴增15~30個循環(huán),這樣可使待擴增序列得到高效擴增,而次級結構卻很少擴增。用起始引物限量方法或Centricon30(Amicon)分子濾過器離心,在第二套引物加入前去除第一引物。此方法已成功地用來分析中國倉鼠卵巢細胞AS52的分子突變。AS52細胞含有單拷貝的細胞gpt(guanine phos-phribosy transferase)基因,與哺乳動物具有同源性。套式引物PCR減少了引物非特異性退火,從而增加了特異性擴增,提高了擴增效率。對環(huán)境樣品中微生物檢測和單拷貝的基因靶DNA的擴增是非常有效的。

  若將套式PCR的內(nèi)外引物稍加改變,延長外引物長度(至25~30bp),同進縮短內(nèi)引物長度(15~17bp),使外引物先在高溫退火溫度下做雙溫循環(huán)擴增,然后改換至三溫循環(huán),使內(nèi)引物在外引物擴增的基礎上作低溫火溫度的三溫循環(huán)直到擴增完成,這樣就可以使兩套引物一次同時加入,兩種循環(huán)一氣呵成,等于只做一次PCR,而靈敏度與套式二次PCR無異,在我們最近推出的PTc 51氣流式DNA熱循環(huán)儀上就可以完成全部程序。

  套式一次PCR的成功,使PCR檢測的全過程可以在5h內(nèi)完成,使當天出檢驗報告成為現(xiàn)實,也使PCR檢測走入臨床有了現(xiàn)實的基礎。

  三、復合PCR(Multiplex PCR)

  用多對引物同時擴增幾條DNA片段的方法稱為復合PCR。這一方法最初是由Chanberlain 等檢測人的基因發(fā)展而來。Bej等隨之發(fā)展了對環(huán)境樣品中不同屬細菌相關基因序列同時PCR擴增的檢測方法。兩種不同的軍團菌(legionella)基因,一為特異嗜肺L基因(mip),另一種為L-5SrRNA基因,通過引物搖擺(staggered)添加進行復合PCR。首先mip引物PCR擴增7個循環(huán),然后加入5SrRNA引物PCR擴增38個循環(huán)。加入不同量的LacZ和LacB基因引物進行PCR擴增可以檢測大腸桿菌和與人類糞便污染有關的細菌包括E.coli大腸菌、腸源致病沙門氏菌和志賀氏菌。醫(yī)學全在.線提供

  在復合PCR中,所有引物Ta值應相近。如果兩對引物Tq值差異超過±℃10%,會使擴增產(chǎn)物的量明顯不同,其中一種擴增產(chǎn)物或目的DNA很難觀察到。另外,靶DNA的長度也應相近,差別大時短片的靶DNA會優(yōu)先擴增,因此,會產(chǎn)生不同產(chǎn)量的擴增產(chǎn)物,為此,須采用DNA搖擺擴增或加入不等量的引物方法進行解決。

  四、反向PCR(Inverse PCR或Reverse PCR)

  反向PCR的目的在于擴增一段已知序列旁側(cè)的DNA,也就是說這一反應體系不是在一對引物之間而是在引物外側(cè)合成DNA(見圖22-2)。反向PCR可用于研究與已知DNA區(qū)段相連接的未知染色體序列,因此又可稱為染色體緩移或染色體步移。這時選擇的引物雖然與核心DNA區(qū)兩末端序列互補,但兩引物3’端是相互反向的。擴增前先用限制性內(nèi)切酶酶切樣品DNA,然后用DNA連接酶連接成一個環(huán)狀DNA分子,通過反向PCR擴增引物的上游片段和下游片段;現(xiàn)已制備了酵母人工染色體(YAC)大的線狀DNA片段的雜交探針,這對于轉(zhuǎn)座子插入序列的確定和基因庫染色體上DNA片段序列的識別十分重要。

  該方法的不足是:①需要從許多酶中選擇限制酶,或者說必須選擇一種合適的酶進行酶切才能得到合理大小的DNA片段。這種選擇不能在非酶切位點切斷靶DNA。②大多數(shù)有核基因組含有大量中度和高度重復序列,而在YAC或Cosmid中的未知功能序列中有時也會有這些序列,這樣,通過反向PCR得到的探針就有可能與多個基因序列雜交。

  利用反向PCR可對未知序列擴增后進行分析,探索鄰接已知DNA片段的序列,并可將僅知部分序列的全長cDNA進行分子克隆,建立全長的DNA探針。適用于基因游走、轉(zhuǎn)位因子和已知序列DNA旁側(cè)病毒整合位點分析等研究。

圖22-2 反向PCR原理示意圖

波浪線代表靶DNA,方塊代表測翼序列,▲和△代表限制酶切位

點,寡核苷酸引物與模板互補處標有平箭頭

 

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