一、 實驗目的
通過本實驗學習PCR反應的基本原理,掌握PCR的基本操作技術以及瓊脂糖凝膠電泳技術。
二、 實驗原理
PCR用于擴增位于兩端已知序列之間的DNA區段,即通過引物延伸而進行的重復雙向DNA合成。基本原理及過程如下:
PCR循環過程中有三種不同的事件發生:(1)模板變性;(2)引物退火;(3)熱穩定DNA聚合酶進行DNA合成。
1.變性:加熱使模板DNA在高溫下(94-95℃)變性,雙鏈間的氫鍵斷裂而形成兩條單鏈,即變性階段。
2.退火:在體系溫度降至37-65℃,模板DNA與引物按堿基配對原則互補結合,使引物與模板鏈3’端結合,形成部分雙鏈DNA,即退火階段。
3.延伸:體系反應溫度升至中溫72℃,耐熱DNA聚合酶以單鏈DNA為模板,在引物的引導下,利用反應混合物中的4種脫氧核苷三磷酸(dNTP),按5’到3’方向復制出互補DNA,即引物的延伸階段。
上述3步為一個循環,即高溫變性、低溫退火、中溫延伸3個階段。從理論上講,每經過一個循環,樣本中的DNA量應該增加一倍,新形成的鏈又可成為新一輪循環的模板,經過25~30個循環后DNA可擴增106~109倍。
典型的PCR反應體系由如下組分組成:DNA模板、反應緩沖液、dNTP、MgCl2、兩條合成的DNA引物、耐熱DNA Taq聚合酶。
三、實驗材料及相關試劑
基因組DNA,基因特異性引物,PCR擴增相關試劑,等
四、實驗步驟
1.模板DNA的抽提:實驗一所得的水稻基因組DNA。
2.PCR操作 (在冰上操作):
(1)PCR反應混合液的配制:反應體系25 µL, 在無菌的0.2 mL離心管中按下列操作程序加樣:
反應物 | 加樣順序 | 體積/µL | 終濃度 |
ddH2O | 1 | 17.3×n | |
10 x Buffer | 2 | 2.5×n | 1 x |
25 mmol/L MgCl2 | 3 | 1.5×n | 1.5 mmol/L |
10 mmol/L dNTP | 4 | 0.5×n | 200 µmol/L |
10 µM上游引物 | 5 | 1×n | 0.4 µmol/L |
10 µM下游引物 | 6 | 1×n | 0.4 µmol/L |
DNA Taq聚合酶 | 7 | 0.2×n | 1 U |
(2)將反應混合液混勻, 然后每個PCR管中分裝24 µL反應混合液,再加1 µL模板DNA,最后加1滴石蠟油,防止水分蒸發, 然后稍離心。