PCR原理

对特定的DNA片段起到放大扩增作用的一种分子生物学技术，被称为聚合酶链式反应。其可以被当作生物体外的特殊DNA复制，能够大幅增加微量的DNA。1971年Khorana首先提出设想，1985年Mullis发明了聚合酶链反应。

PCR原理

生物进化和传代的重要途径为DNA的半保留复制，在多种酶的作用下双链DNA变性能够解旋成单链，在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。通过实验表明，在高温时，DNA也能够发生变性解链，当温度降低时，又能够复性成为双链。所以，DNA的变性和复性能够通过变化温度来控制。加入设计引物，DNA聚合酶、dNTP就能够使得特定基因的体外复制完成。

然而，当高温时，DNA聚合酶容易失活，所以，每次循环都必须将新的DNA聚合酶加入。不但操作变得复杂，而且成本变高，使得PCR技术的应用和发展受到了制约。

对于PCR的应用来说，Taq酶的发现具有里程碑的意义，在90℃以上的高温下，此酶依然不失活，不再需要每次循环加入新的酶。不但使得CR技术操作变得简单，而且使得成本大大地降低，从而使PCR技术被广泛的应用，并且在临床方面逐步得到应用。

PCR技术的基本原理和DNA的天然复制过程类似，与靶序列两端互补的寡核苷酸引物是其特异性的关键。变性-退火-延伸是构成PCR的三个基本反应步骤。

①模板DNA的变性：

模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，成为单链，为它与引物结合提供便利，为下轮反应作准备。

②模板DNA与引物的退火（复性）：

模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；

③引物的延伸：

DNA模板-引物结合物在72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，根据碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三个步骤就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又能够变成下次循环的模板。