在上一期的qPCR反應(yīng)漫談中,從一開始沃森和克里克兩位基因?qū)W奠基人的兩個論點簡單延伸至染料法和探針法兩類常見的qPCR反應(yīng)。
這一期做一個從PCR反應(yīng)過程出發(fā)到一些實驗問題優(yōu)化的分享。
01
(先拋磚)PCR反應(yīng)原理:
PCR通過變性、退火和延伸三個步驟的循環(huán)往復(fù),模擬DNA在體外擴增的過程:
1. ?變性?:通過加熱使雙鏈DNA解開成為兩條單鏈,溫度通常在95℃左右。
2. ?退火?:降低溫度至55-70℃,使引物與單鏈DNA模板上的互補序列結(jié)合。
3. ?延伸?:在適宜的溫度下(72℃左右),DNA聚合酶以引物為起點,合成新的DNA鏈。
02
然后圍繞著這三點需要確認(rèn):
1. 變性的時間足夠嗎?在變性階段,DNA是不是已經(jīng)解旋為單鏈?
2. 退火溫度(Tm值)設(shè)置的合理嗎?探針的Tm值是不是比引物的Tm值高,已先于引物結(jié)合在模板上?上下游引物的Tm值是不是接近,有近似的擴增效率?
3. 延伸溫度是否足夠,延伸時間是否足夠,是否了解所用聚合酶的特性?
首先,DNA成為單鏈?zhǔn)且锟梢皂樌Y(jié)合的前提,如果沒有經(jīng)過充分的解旋,擴增效率肯定會大受影響(等溫擴增不在此列)。比如擴增cDNA變性大概10sec就夠,擴增質(zhì)粒則往往要30sec及以上。
其次,熒光探針需要先于引物結(jié)合到模板上,不論是水解探針還是蝎形探針。否則就會出現(xiàn)變性好的單鏈DNA在引物和酶的作用下都已經(jīng)補齊了另一條鏈了,探針還在一邊傻傻的說:“我沒上車啊~”
最后,常規(guī)的qPCR擴增片段一般在200bp左右,延伸時間設(shè)定30-45sec也基本夠用。至于說延伸溫度,多會把退火和延伸合并為一步,溫度采用60℃。但是有些反應(yīng),因為整體的反應(yīng)優(yōu)化不太理想或者是反應(yīng)自身的一些固有限制,兩步法擴增的效果不夠好,此時可以使用三步法擴增,提高產(chǎn)物積累。采用三步法擴增時有個值得推敲的點,信號收集該是在退火階段還是延伸階段?染料法、水解探針、蝎形探針的答案并不完全一樣,可自行推導(dǎo)一番然后理論聯(lián)系實際驗證一下。
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