基因工程与重组DNA
聚合酶链式反应
假设你只有一页纸的一份模糊复印件,而它还夹在一本厚书里,你却想得到一叠那一页的清晰副本。PCR做的就是分子版的这件事:哪怕起始DNA极其微量,它也能在试管里把某一段选定的序列复制出数百万到数十亿份,而且只复制这一段。
它的原理是重复一个三步循环。先加热使DNA的两条链分开;再冷却,让短引物粘到目标两侧的位置上;接着一种耐热的DNA聚合酶从每个引物开始延伸,合成一条新的互补链。每一轮循环大致使目标分子数翻一番,因此经过三十来轮,一个起始分子就变成了庞大、可检测的数量。整个过程在一台叫做热循环仪的机器里自动运行。
PCR之所以改变了生物学乃至更多领域,是因为它快速、灵敏而又专一。它驱动着法医学中的DNA指纹鉴定、临床检验中对病毒和细菌的检测、遗传病的诊断,以及数不清的研究工作。它强大的威力也正是主要的警示:由于扩增效率太高,一点点混入的杂散DNA也会与真正的目标一起被复制。
从犯罪现场的一滴血中,PCR就能把特定的DNA区域扩增到足够多,从而生成基因图谱,哪怕现场只有寥寥几个细胞那么多的DNA。
微量输入,海量输出——正是PCR的灵敏度使法医图谱成为可能。
让PCR变得实用的关键突破,是一种耐热聚合酶,最初取自温泉细菌,它能在反复加热的步骤中存活,而普通的酶早就被破坏了。
又称
另见