PCR的原理

多聚酶鏈式反應（polymerase chain reaction）簡稱PCR技術，是近30多年發展起來的一種體外擴增特異性DNA片段的技術，可在數小時之內對僅有幾個拷貝的基因放大千萬倍。那么，PCR的原理是怎樣的呢？

PCR技術實際上是在模板DNA、引物以及原料（四種脫氧核糖核苷酸）在適宜的反應條件下，通過DNA聚合酶的酶促反應完成DNA擴增的過程。

PCR技術的特異性取決于引物和模板DNA結合的特異性。PCR反應分為三步：

1）變性：通過加熱時DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，雙鏈解離成單鏈DNA；

2）退火：當溫度突然降低時由于模板分子結構較引物復雜的多，而且反應體系中引物DNA量遠大于模板DNA，使引物和其互補的模板在局部形成雜交鏈，而模板DNA雙鏈之間互補的機會較少；

3）延伸：在DNA聚合酶和四種脫氧核糖核苷酸第五以及Mg2+存在的條件下，5’→3’的聚合酶催化以引物為起點的DNA鏈延伸反應。

4）3步為一個循環，每一個循環的產物可以作為下一個循環的模板，30個循環左右，介于兩個引物之間的特異性DNA片段得到了大量的復制，數量可達2×107個拷貝。

    如圖中所示，經過高溫變性，低溫退火和中溫延伸3個溫度的作用，模板上介于兩個引物之間的片段不斷得到擴增。每循環一次，目的基因的拷貝數加倍，隨著循環次數的增加，目的基因以2n的形式增長。PCR擴增的特異性是由人工合成的一對引物來決定的。在反應的最初階段，原來的DNA起著起始模板的作用，隨著循環次數的增加，由引物介導的片段急劇增多而成為主要的模板。