解惑练 4 PCR 技术拓展应用
应用 1:反向 PCR 测定未知 DNA 区域
当DNA 的某些序列已知,而需要扩增已知序列两端的未知序列时,可采用反向 PCR 技
术。原理:用限制性内切核酸酶切割该 DNA,随后使用 DNA 连接酶将获得的酶切产物环化,
这样就获得了已知序列两侧携带有未知序列的环状 DNA 分子。以该已知序列为模板设计一
对相反方向的特异性引物,该引物对已知序列反向,但对未知序列却是相向的,从而得以扩
增出未知序列。
应用 2:PCR 定点突变技术
该技术要使用四条引物。其中引物 2和3的突起处代表与模板链不能互补的突变位点,
而这两条引物有部分碱基(包括突变位点)是可以互补的。因此,分别利用引物 1和2,引物 3
和4进行 PCR 后,得到的 DNA 片段可以通过引物 2和3互补的碱基杂交在一起,再在 DNA
聚合酶的作用下延伸,就能成为一条完整的 DNA 片段。最后,用引物 1和4进行扩增得到
含有突变位点的 DNA 片段。通过测序可以检验定点突变是否成功。
应用 3:(实时)荧光定量 PCR(RT-PCR)
先从样本中提取 RNA,RNA 中可能有新冠病毒的 RNA,同时也存在很多采样患者的组
织和存在于采样部位的微生物的 RNA。通过逆转录酶将样本的 RNA 逆转录为 cDNA,并进
行PCR 扩增,在 PCR 反应体系中,包含一对特异性引物以及一个 Taqman 探针,该探针为
一段特异性寡核苷酸序列,两端分别标记了报告荧光基团和淬灭荧光基团。探针完整时,报
告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;若反应体系存在靶序列,PCR 反应时探针与模板
结合,DNA 聚合酶沿模板利用酶的外切酶活性将探针降解,报告基团与淬灭基团分离,发
出荧光。每扩增一条 DNA 链,就有一个荧光分子产生。荧光定量 PCR 仪能够监测出荧光到
达预先设定阈值的循环数(Ct 值)与病毒核酸浓度有关,病毒核酸浓度越高,Ct 值越小(如图)。