<aside> 🍁 基因扩增（gene amplification）：指生物体内或体外人工方式使基因拷贝数大规模增加。有下列五种方式：

• 环境诱发扩增：在环境因子的诱发下，某些基因产生明显的扩增。如氨甲喋呤诱发二氢叶酸还原酶基因扩增
• 基因的程序性扩增：在发育的某个阶段，某些基因的大量扩增。如非洲爪蟾卵子形成过程中rRNA基因的扩增。
• 基因组进化扩增：生物进化过程中基因组中某些基因的拷贝数增加，结果相关的基因聚集成簇。
• 基因工程扩增：载体携带目的基因在寄主细胞中大量复制。
• PCR扩增：聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）在体外特异性地扩增某个基因。 </aside>

PCR技术简史

• 1971年Khorana提出体外人工复制DNA的设想：当时由于引物和DNA聚合酶及DNA测序技术都没有解决，设想未能实现。
• 1985年Cetus公司的科学家K.B. Mullis发明了PCR，使这一设想变成现实。
  • Mullis的构思
  • 最初使用的E.coil DNA聚合酶
• 水生栖热菌中分离到耐高温的DNA聚合酶——Taq DNA聚合酶
• 其它耐热的 DNA聚合酶

PCR的基本原理

• 基本原理：模板DNA变性- - 引物DNA复性- - 引物DNA延伸
• 为什么扩增的不是两个引物之间的片段：引物的量要远多于模板；引物没有模板复杂

<aside> 💡 基本过程

• 变性（denature）

• 复性（anneal）

• 延伸（extend） </aside>

• Target Amplification

• PCR的特点：特异性强、敏感性高、快速、简便

PCR反应体系

<aside> 🍁

PCR反应成分

• 模板
• 上游引物、下游引物 —— 引物决定反应的特异性
• 耐热DNA聚合酶
• 三磷酸脱氧核糖核苷酸 (dNTPs)
• 缓冲溶液（Mg2+是DNA聚合酶的激活剂） </aside>

<aside> 🍁 循环参数

• 变性

• 退火

• 延伸

• 循环次数 </aside>

• 反应动力学

PCR中应注意的事项

• 防止污染
• 设立对照

PCR技术应用

基础研究

• 基因或 cDNA 克隆：从基因数据库中获得某一基因或 cDNA 的核苷酸序列，用 PCR 方法扩增并克隆该基因或 cDNA。

  • 直接从基因组中扩增：适合扩增原核生物基因，真核生物基因组含有内含子
  • 从mRNA中扩增 RT-PCR：适合扩增真核生物基因；原核生物不易得到mRNA，也不含有polyA尾

  

• 基因表达：用 RT-PCR检测某一特定基因在转录水平的表达。

• 基因的体外诱变：在基因的某处引入核苷酸突变（缺失、重复、插入、替换等）【利用引物的5‘端序列不要求与模板严格配对，设计引物时引入突变序列】

• 基因组的比较研究：比较不同物种之间的基因组特征和相似性。

医学

(1) 感染性疾病病原体的诊断：HIV、结核分枝杆菌、乙肝病毒等。

(2) 遗传病相关基因的检测：镰刀型细胞贫血、血友病。

(3) 恶性肿瘤的诊断

基因动、植物的检测

(1) 转基因动物的检测：检测某一基因的遗传稳定性。

(2) 转基因植物的检测：玉米、大豆等