基因工程與重組DNA
聚合酶連鎖反應
假設你只有一頁紙的一份模糊影印件,而它還夾在一本厚書裡,你卻想得到一疊那一頁的清晰副本。PCR做的就是分子版的這件事:哪怕起始DNA極其微量,它也能在試管裡把某一段選定的序列複製出數百萬到數十億份,而且只複製這一段。
它的原理是重複一個三步循環。先加熱使DNA的兩條鏈分開;再冷卻,讓短引子黏到目標兩側的位置上;接著一種耐熱的DNA聚合酶從每個引子開始延伸,合成一條新的互補鏈。每一輪循環大致使目標分子數翻一番,因此經過三十來輪,一個起始分子就變成了龐大、可檢測的數量。整個過程在一台叫做熱循環儀的機器裡自動運行。
PCR之所以改變了生物學乃至更多領域,是因為它快速、靈敏而又專一。它驅動著法醫學中的DNA指紋鑑定、臨床檢驗中對病毒和細菌的檢測、遺傳病的診斷,以及數不清的研究工作。它強大的威力也正是主要的警示:由於擴增效率太高,一點點混入的雜散DNA也會與真正的目標一起被複製。
從犯罪現場的一滴血中,PCR就能把特定的DNA區域擴增到足夠多,從而生成基因圖譜,哪怕現場只有寥寥幾個細胞那麼多的DNA。
微量輸入,海量輸出——正是PCR的靈敏度使法醫圖譜成為可能。
讓PCR變得實用的關鍵突破,是一種耐熱聚合酶,最初取自溫泉細菌,它能在反覆加熱的步驟中存活,而普通的酶早就被破壞了。
又稱
另見