什么是聚合酶链式反应？

聚合酶链反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术，可视为一种特殊的DNA体外复制。PCR最大的特点就是可以大幅度增加少量的DNA。所以，只要能分离出一点点DNA，就可以通过PCR进行扩增和比对，不管是化石，还是历史人物的遗骸，或者是几十年前一起杀人案中凶手留下的头发、皮肤或血迹。这也是“微量证据”的力量。这个想法最早是由美国的Mullis在1983年提出的，简单的DNA扩增法是Mullis在1985年发明的，这意味着PCR技术的真正诞生。到目前为止，2013，PCR已经发展到第三代技术。1973年，台湾省科学家钱家运发现了稳定的Taq DNA聚合酶，也为PCR技术的发展做出了基础性的贡献。

PCR(聚合酶链式反应)是利用DNA在体外95℃变性变成单链，引物和单链在低温(常为60℃左右)下根据碱基互补配对原理结合，然后将温度调节到DNA聚合酶的最适反应温度(72℃左右)，DNA聚合酶沿着从磷酸到戊糖(5’-3’)的方向合成互补链。基于聚合酶的PCR仪其实就是一个温控装置，可以很好的控制变性温度、复性温度和延伸温度。

中文名

聚合酶链反应

外国名字

聚合酶链反应

缩写

聚合酶链式反应

属性

连锁反应

PCR的建立

科兰纳(1971)等人首先提出了体外核酸扩增的思想:“经过DNA变性，用合适的引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，重复这个过程，就可以合成tRNA基因。”

但由于当时基因序列分析的方法还不成熟，耐热的DNA聚合酶还没有报道，引物合成困难，这个想法似乎没有实际意义。此外，20世纪70年代初分子克隆技术的出现提供了克隆和扩增基因的方法，因此科兰纳的想法被遗忘了。

1985年，在塞特斯公司工作时，Kary Mullis发明了PCR。穆利斯想要合成DNA引物用于测序，但他经常担心没有足够的模板DNA。

1983年4月的一个周五晚上，他正开车去他的乡间别墅，突然脑中闪过“聚合酶链式反应”的念头。

从1983到65438+2月，Mullis通过同位素标记在10循环后看到了第一个长度为49 bp的PCR片段。

10月25日，1985，1987申请了PCR的专利，于7月28日获得批准(专利号:4683202)，穆利斯是第一发明人。

1985 65438+2月20日在Science杂志上发表了PCR的第一篇学术论文，Mullis是合著者。

1986年5月，穆利斯在冷泉港实验室做了一个专题报告，全世界都开始学习PCR的方法。[1]

PCR原理

DNA的半保守复制是生物进化和传代的重要方式。双链DNA可以在多种酶的作用下变性并解旋成单链，在DNA聚合酶的参与下，根据碱基互补配对的原理复制成同一个两分子拷贝。实验中发现，DNA在高温下可以变性熔化，降温时可以重折叠成双链。因此，DNA的变性和复性可以通过温度变化来控制，DNA聚合酶和dNTP可以通过添加设计好的引物来完成特定基因的体外复制。

但DNA聚合酶在高温下会失活，因此每循环都需要添加新的DNA聚合酶，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。

耐热DNA聚合酶Taq酶的发现是PCR应用的一个里程碑。该酶可以耐受90℃以上的高温而不丧失活性，这使得PCR技术非常简单，大大降低了成本。PCR技术已经得到广泛应用，并逐渐应用于临床。