(三)在法医学上的应用:
应用PCR技术,可从犯罪现场获得的任何少量标本,如头发、唾液、精液、血斑及尿等的极少量细胞的DNA扩增至少六个卫星DNA等位片段。长至5-10K的大片段也能如实地扩增,大大增加了DNA指纹图谱法的实用性,为法医学上个人鉴定,亲子认定等提供了可靠的物证。
(四)在分子生物学研究中的应用:
1.直接测定DAN顺序:
&np; 用 Teq聚合酶进行 PCR具有高度特异性,扩增产物无论是在产量上还是在质量上都可以与克隆化分离的重组DNA制备的片段相媲美,故有“试管内的分子克隆术”之称。扩增出的DNA片段可用末端终止法直接测定其顺序。起初,人们将扩增的DNA片段克隆到M13中,很容易筛选到阳性克隆,制备单链 DNA,测出顺序。 Wong Corinne等用内引物直接测定 PCR扩增得到的DNA片段的序列。现在又有了新的发展。由于用末端终止法测单链(ss-)DNA的顺序比测双链(ds-)DNA顺序好得多,因此发展了借助PCR产生ss-DNA的两种方法,一是回收PCR产物上ds-DNA,以它为模板,加入一种引物再进行PCR,从而得到ss-DNA。二是在PCR时,加入的两种引物的量不同。约1:5。这样在前十几个循环中产生一定量的ds-DNA后,少的引物被耗尽,在后来的十几个循环中过量的那种引物的延伸便产生出过量的ss-DNA。此称作不对称PCR。以不对称PCR产物做模板,用末端终止法很容易测出其序列,我们实验室也建立了这些方法,用来寻找可能是新类型的地贫突变,并已得到很多有趣的结果。
2.引入一段模板所没有的序列,例如“Linker”等。在引物的5’端多合成一段寡核苷酸序列(几个至十数个碱基),这段序列是原模板DNA中本来没有的。经PCR后,扩增产物的5’端就都带上了这段序列。这对进一步的DNA重组等操作十分有用。
3.引入点突变、小的缺失或小的插入。根据需要,在合成引物时,在靠近5’端部分,人为地造成序列中的碱基替代,小的缺失或插入。这样在PCR产物中就有了这种碱基替代或缺失或插入,广泛用于定向致突变研究之中。
4.从已知蛋白质序列制备cDNA。从已知的特异蛋白质序列设计出三个寡核苷酸片段。两侧两个分别与编码链和非编码键互补,用作PCR的引物:中间的一个做探针。运用RT-PCR(反转录一PCR)技术,从总RNA制品中可以将对应于该蛋白质的cDNA扩增。与适当载体重组,转染宿主菌。用上述寡核苷酸探针杂交筛选阳性克隆。测定其插入片段DNA序列,确定为正确的cDNA克隆后,再用放射性同位素标记之为探针,从cDNA文库中筛出完整长度的cDNA克隆。
5.反转 PCR(Inversed PCR)。欲扩增位于一段已知基因片段旁侧的未知序列片段,过去采用所谓染色体步移或跳移技术(Chromosome Walking and Jumping)。需进行脉冲场交变电泳,基因克隆及原位杂交等步骤。采用反转PCR技术则简便得多。用一适当限制性内切酶酶解基因组DNA,使包含已知序列的酶切片段也包含所要研究的旁侧未知序列。在适当条件下使该酶切片段自身环化连接。根据已知序列设计出一对‘“反转”方向的引物,以上述环化的酶解片段为模板进行PCR,即可得到大量拷贝数的未知序列片段。
6.锚定PCR(Anchored PCR)。如果根据待扩增的序列(DNA或 RNA),只能设计出一个适合于PCR的引物,可在这一引物延伸出的DNA链的3’端加一个dG尾巴(在TdT即脱氧核苷酸末端传移酶酶促下进行),合成一段dC寡聚物做另一引物进行PCR采用此技术已扩增得到了T细胞受体基因的cDNA。
PCR技术在分子生物研究中还有许多应用的花样。限于篇幅,不—一列举。
基因治疗(略)
(刘敬忠)