• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2021-06-29 16:31 原文鏈接: 科普丨PCR的前世今生

          PCR(聚合酶鏈反應,polymerase chain reaction)在現代分子生物學分析和遺傳學中具有不可撼動的根本性基石地位。它與分子克隆和DNA序列分析幾乎構成了整個分子生物學的基礎部分。在現代生物科技中,它的應用領域涵蓋了方方面面,包括農業、醫學、法學、食品科學等等。

           PCR技術,這樣一個推動人類生物科學進步的里程碑技術,它和所有人類偉大的發現與發明一樣,是在漫長的文明科學技術積累下,在某個時間點,由一場看似偶然乍現的絢爛思想火花迸發而生。


           最初種下過PCR技術思想的種子是一位生物學巨匠——美籍印裔科學家,發現了遺傳密碼而被譽為基因合成的奠基人的哈爾·葛賓·科拉納(H Gobind Khorana)

    經過DNA變性,與合適的引物雜交,用DNA聚合酶延伸引物,并不斷重復該過程便可合成tRNA基因。——科拉納


           這樣超前的關于核酸體外合成的設想幾乎將PCR的雛形呼之欲出了,但可惜的是,這畢竟是“超前”的想法,當時的科技暫無法支撐其設想——尤其是熱穩定DNA聚合酶尚未被發現,這至關重要的技術缺失,導至這個設想暫時被埋沒。

           直到1983年的春天,一個正在嗑藥飆車的Cetus公司的無節操職員——穆利斯突然迸發出了要做出一個擴增DNA技術的想法。

           穆利斯很快開始了實干,在初步實驗中提出循環復制和兩個引物系統的方法。

           經歷了許多的探究和失敗,他在1984年春,擴增人beta珠蛋白基因的58個堿基對,這在當時被穆利斯認為取得了偉大的成功,但是PCR技術并未真正成型。然而1984年的6月,一場穆利斯個人的人際關系危機卻成為了PCR技術的轉機。

          由于穆利斯的生活太過不(Sao)羈(Qi),在他與公司從總裁到同事屢屢鬧大矛盾并做出傷風敗俗之事之后,Cetus公司在對穆利斯處理意見大會中重新審視了穆利斯和他的實驗。但最終還是沒有解雇他,相反,還給他提供了團隊及相應支持,但必須在限期一年內研發出PCR技術。

           這種事看起來確實不可思議,荒唐行徑并沒使穆利斯失去參與研究的權利,反而得到注重與支持。正是在這種高壓之下,天才再次綻放。

           在Cetus公司研究員們的共同努力之下,穆利斯團隊在1984年11月正式完成了全世界第一個PCR實驗,將一個49bp的DNA片段進行了10次PCR循環的復制擴增。PCR技術橫空出世!
           這就是PCR技術雛形,那時的PCR技術是非常的繁瑣困難的,主要困難分為兩個。

    于是乎,一條關于PCR技術改進的時間線也就此形成:

           當人力和物力都得到解放時,PCR技術遵循著歷史規律開始了高速而蓬勃的發展。而同時,歷史給了PCR之父他應有的勛章——1993年,穆利斯被瑞典皇家科學院授予諾貝爾化學獎。

           當現代分子生物學技術逐漸完備,成型的PCR技術開始繁衍出大家庭,應人類的更高需要和不同探究方向,PCR技術種類日新月異,其應用范圍也逐漸擴大到方方面面,例如:


    人們已不再滿足于不可視的PCR操作了,于是在PCR反應體系中加入同位素或者熒光素標記的熒光基因,利用電子信號檢測和計算機科學,可以實時地監控PCR。



    為了克隆已知序列旁側的位置序列DNA片段,反向PCR技術應運而生,酶切DNA片段后鏈接為環狀DNA分子,利用與已知序列兩端特異性結合的兩個3'端相互反向的引物,以環狀DNA為模板即可擴增環狀DNA分子上的未知片斷。


    除了由DNA片段進行PCR擴增,逆轉錄PCR還可以以其中的mRNA作為模板,采用Oligo(dT)或隨機引物利用逆轉錄酶反轉錄成cDNA。再以cDNA為模板進行PCR擴增。

           當PCR技術的種類漸漸繁多后,也大量應用于分子生物學的相關領域和產業。另一方面,PCR技術也與社會生活息息相關,在各行各業的發展中也逐漸留下了它的足跡。

           PCR技術被用于刑偵工作,很多兇案現場兇手會留下DNA信息,但僅憑現場留下的DNA數量做身份鑒定還是不夠,這時往往都會利用PCR技術對DNA進行體外復制,然后再進行鑒定。

           在病原體的檢測中,許多病原體已經有相應的PCR檢測試劑盒,它能高效率、敏感地找出潛伏病毒的存在,使醫務工作者能及時得到準確的判斷。

           在我們的迫切關注的日常食品安全中,PCR技術也會對食品中的有害微生物進行探查。 

           結語:如今的世紀是生物的世紀,在基因編輯嬰兒誕生的那一刻起,人們對分子生物學的探究產生了新的聚焦,而PCR技術成為人類奔向未來的巨型車輪,大量重大的成果都將由它做最基礎的承載。而其本身也并非是一成不變的,它每一次成長將開啟一個新的領域篇章,聯系著過去和未來。


  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频