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核酸的原理

时间:2022-11-21 22:59:52
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PCR是一种大量扩增特定DNA(脱氧核糖核酸)序列的技术,该技术研发于1985年,现已广泛应用于生物学、医学、环境学、农学等研究领域。发明PCR的美国生物学家凯利·穆利斯(Kary Mullis,1944~2019)凭借这一成果获得了1993年的诺贝尔化学奖。

核酸检测中使用的样本(患者体液等)是医生用棉棒(鼻咽拭子)擦拭患者的鼻腔和咽喉,并用药剂适当处理后装入标本管得到的。这样的样本保存于特定温度下,迅速被送到检测机构,在那里进行核酸检测。

新型冠状病毒的PCR检测流程如下所示(1~9)。上图展示了其中步骤4~8。 

 1.从被检测者的鼻腔、咽喉和痰液中采集样本。  

2.从样品中提取RNA。  

3.使用特定的酶(逆转录酶)将RNA逆转录为双链DNA。  

4.加热双链DNA,使其变性为单链。  

5.加入开启DNA扩增的碱基序列(引物),引物与单链DNA结合。  

6.特定的酶(耐热性DNA聚合酶)发挥作用,延长引物合成DNA。  

7.完成后,得到两个双链DNA。  

8.在调控温度的同时重复步骤4~7,继续扩增DNA。根据分析方法的差异以及缓冲液、引物、分析设备的类型,所需重复次数有所不同。  

9.确认来源于新型冠状病毒的DNA扩增情况。若电泳(利用电压按分子量大小分离DNA和蛋白质等物质)结果观察到新型冠状病毒独有的特征,或者在计算机分析数据时观测到增幅曲线上升(见图3),则判断为“阳性”。 

普通的PCR是将步骤4至步骤7作为一个周期对DNA进行反复扩增。但是,由于冠状病毒的遗传物质并非DNA,而是RNA(核糖核酸),因此需要先将RNA转换成DNA才能进行扩增。这种方法被称为“逆转录PCR”(RT-PCR)。

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