❶ 什麼是PCR技術
PCR技術也就是基因擴增技術,它是通過基因擴增儀,在細胞外進行DNA復制,由1個DNA分子增加到2個,然後依次增加到4個,8個…,使分子數目呈幾何級數增加,以在短時間內獲得足夠的DNA,供研究用的一種技術。
PCR技術的出現,使生物學的研究一大突破。在PCR技術問世之前,人們無法查出愛滋病病毒感染者,因為這種病毒在感染者體內的含量很少,且難於培養。在PCR技術問世之後,可將愛滋病病毒的核酸進行擴增從而查出受感染者,並可研究治療方法。
PCR技術已經在分子生物學中發揮了重要作用。可以預知,它在遺傳病診斷、治療,在動、植物育種,以及在司法破案等方面,將會發揮更大的作用。
❷ PCR是怎樣的技術
PCR技術也就是基因擴增技術,它是通過基因擴增儀,在細胞外進行DNA復制,由1個DNA分子增加到2個,然後依次增加到4個,8個…,使分子數目呈幾何級數增加,以在短時間內獲得足夠的DNA,供研究用的一種技術。
PCR技術的出現,使生物學的研究一大突破。在PCR技術問世之前,人們無法查出愛滋病病毒感染者,因為這種病毒在感染者體內的含量很少,且難於培養。在PCR技術問世之後,可將愛滋病病毒的核酸進行擴增從而查出受感染者,並可研究治療方法。
PCR技術,還可對運動場上男扮女裝的「女運動員」加以識別。過程如下:從自報是女運動員頭上取1根帶毛囊的頭發,加蒸餾水煮沸,,使毛囊細胞破裂;把高速離心分離出的染色體放入其因擴增儀中進行基因擴增;大約2小時後,用一定的染料對擴增液染色;最後,把經染色的擴增液體塗在瓊脂板上,用紫外線照射,如果出現橘紅色光帶,則說明染色體中含有睾丸決定基因(在Y染色體上),為男性,否則為女性。
目前,這項技術是性別鑒定中的最佳技術,准確性可達100%,也是迄今為止最文明的性別檢測法之一,只要1根毛發即可辨男女。
1992年,在巴塞羅那奧運會上,組委會決定首先使用基因擴增法識別性別,但由於准備不足,只局限用於最可疑的少數運動員。1993年,在我國上海舉行的首屆東亞運動會上,全面使用了這一技術。在這屆運動會前夕,有關科研人員進行了1037例「預試」,還進行了10例「雙盲」(驗方和遞方都不知道頭發是取自男還是女)試驗,結果表明,准確率達100%!這種既文明又准確的性別鑒定法,解除了「性別舞弊」對運動會官員的困擾。
PCR技術已經在分子生物學中發揮了重要作用。可以預知,它在遺傳病診斷、治療,在動、植物育種,以及在司法破案等方面,將會發揮更大的作用。
❸ 什麼是PCR技術
PCR技術是模擬體內DNA的天然復制過程,在體外擴增DNA分子的一種分子生物學技術,主要用於擴增位於兩段已知序列之間的DNA區段。在待擴增的DNA片段兩側和與其兩側互補的兩個寡核苷酸引物,經變性、退火和延伸若干個循環後,DNA擴增2ⁿ倍。
PCR的每個循環過程包括高溫變性、低溫退火、中溫延伸三個不同的事件:(①變性:加熱使模板DNA在高溫下(94℃左右)雙鏈間的氫鍵斷裂而形成兩條單鏈;②退火;使溶液溫度降至50~60℃,模板DNA與引物按鹼基配對原則互補結合。
3、延伸:溶液反應溫度升至72℃,耐熱DNA聚合酶以單鏈DNA為模板,在引物的引導下,利用反應混合物中的4種脫氧核苷三磷酸(dNTP),按5'一3』方向復制出互補DNA。
(3)如何通過pcr方法破案擴展閱讀
【技術原理】
DNA的半保留復制是生物進化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈,在DNA聚合酶與啟動子的參與下,根據鹼基互補配對原則復製成同樣的兩分子拷貝。在實驗中發現,DNA在高溫時也可以發生變性解鏈,當溫度降低後又可以復性成為雙鏈。
因此,通過溫度變化控制DNA的變性和復性,並設計引物做啟動子,加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復制。
但是,DNA聚合酶在高溫時會失活,因此,每次循環都得加入新的DNA聚合酶,不僅操作煩瑣,而且價格昂貴,制約了PCR技術的應用和發展。
發現耐熱DNA聚合同酶--Taq酶對於PCR的應用有里程碑的意義,該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活,不需要每個循環加酶,使PCR技術變得非常簡捷、同時也大大降低了成本,PCR技術得以大量應用,並逐步應用於臨床。
【工作原理】
類似於DNA的天然復制過程,其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火(復性)--延伸三個基本反應步驟構成:
①模板DNA的變性:模板DNA經加熱至90~95℃一定時間後,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結合,為下輪反應作準備。
②模板DNA與引物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈後,溫度降至50~60℃,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合。
③引物的延伸:DNA模板--引物結合物在DNA聚合酶的作用下,於70~75℃,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按鹼基配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復制鏈」。
而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需2~4分鍾,2~3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。
【工作步驟】
標準的PCR過程分為三步:
1.DNA變性(90℃-96℃):雙鏈DNA模板在熱作用下,氫鍵斷裂,形成單鏈DNA
2.退火(復性)(40℃-65℃):系統溫度降低,引物與DNA模板結合,形成局部雙鏈。
3.延伸(68℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右最佳的活性)的作用下,以dNTP為原料,從引物的5′端→3′ 端延伸,合成與模板互補的DNA鏈。
每一循環經過變性、退火和延伸,DNA含量既增加一倍。
現在有些PCR因為擴增區很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的時間內復制完成,因此可以改為兩步法,即退火和延伸同時在60℃-65℃間進行,以減少一次升降溫過程,提高了反應速度。
❹ DNA技術,是怎樣幫助警察破案的
盡管人類與他人的DNA共有性達到99.9%,但彼此之間相差僅0.1%,這在將他們識別為不同個體方面起著關鍵作用。將犯罪嫌疑人的DNA與犯罪現場的DNA進行比對,可以確保刑事定罪。也可以通過現場提取到的DNA與犯罪資料庫進行對比從而確認犯罪嫌疑人。
在過去的30年中,DNA技術和工具得到了改進,可以幫助解決大量以DNA為主要證據的情況。PCR技術(聚合酶鏈反應技術)是對研究人員有重大幫助的一種工具。 當代法醫學增加了犯罪分子被捕和定罪的機會。除了刑事定罪之外,聚合酶鏈反應技術對於證明可能被錯誤地懷疑或定罪的人的無辜行為也非常有用。顯然,聚合酶鏈反應已引起法醫學的變革,並將繼續在刑事調查中發揮重要作用。
❺ DNA與破案的問題
在法學中,DNA的核對使犯罪的解決有了革命性的突破。從嫌疑犯和犯罪現場得到的樣本,能夠用來與DNA的資料庫比較,能容易地證明嫌疑人有罪。然而,DNA的核對遭受到很多的批評,尤其是在法庭上作為呈堂證供時。
DNA指紋鑒定
DNA是脫氧核糖核酸的學術名詞縮寫。DNA看起來象一條不斷盤旋的階梯,並有30億個梯級附在其上。梯級是由單一的,化學上稱為:鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和腺嘌呤,的自然基團構成。這些化合物在DNA上的排列次序,在每一個獨立的人體中是唯一的,這使得DNA在辨別個人方面,成為非常有效的工具。
DNA存在於身體的每一個單一細胞中,僅用一分鍾的分析時間,就很容易地把標本取到手。DNA也會用來鑒別受害者,因為我們都從每一個父母親那裡遺傳到一半自身的DNA,因此,從失蹤人口的父母親中,進行部分核對,將會揭示未知屍體的親緣關系。
僅有一小段DNA鏈負責我們的外貌,同時的DNA殘余被稱為"垃圾",並似乎沒有特別的用途或功能。然而,這些"垃圾"卻給鑒證人員在辨別項目中提供了重要的情報。它由小的,被稱為"短重復鏈"(STR's)的化學基礎序列,所組成,它頭接尾地不斷重復著。
在每一個獨立個體中,STR's的重復次數是明顯變化的,因此,有利於鑒別。STR's通常須要有十三次的重復,才能在鑒定是作比較。
DNA會從混合了氯仿和苯酚的標本中萃取,它們能令DNA鏈從細胞核的其他物質中分離開來。這種方法通常不能產生足夠的DNA提供分析,因此要採用一種稱為聚合酶連鎖反應(PCR)的方法,進行人工合成該鏈。這個過程,包含了從人體中提取一種稱"聚合酶"的酶,它被用於增加已經被萃取的DNA。作為一種催化劑,聚合酶有效地復制該鏈,生產足夠的DNA,以供分析。
然後,通過使用一種限制酶,把DNA長鏈分成(大小不一)的短片段,它能夠每一次從DNA中切一個特殊的核苷樣品。隨後把這些DNA的片段,通過電脈的方法,依照大小進行分類。
DNA的片段會被倒入一條窄的凝膠管中,該管的底部連接正電極、頂部連接負電極。因為DNA有微弱的負電荷,與南北極磁場互相吸引的原理相同,它被吸往正電極,DNA會開始向底部運動。然而,較小的DNA會移動得較快和下降得較遠,同時較大的片段會運動得相對慢。這最終會在凝膠上形成了"帶",它們被用於與其他的標本作比較。
精確度
作為快捷和有效率的解決犯罪途徑,DNA資料庫已經建立了好名聲。一個個體的特性,是用不多於四個電話號碼的數字來編輯資料庫,用它來核對罪犯和犯罪現場的數字的匹配性,是十分之簡單的。DNA的核對,在法庭上作為證據時,經常引發問題,因為樣本的污染是有可能的,因而要在提交的地方就需要嚴格地防止污染。例如,在一個人口一千萬的國家裡,一個含有DNA的污點在犯罪現場被發現,犯罪現場的DNA樣本就要核對其人口的1%。一個嫌疑犯被扣留,個人的DNA樣本,應該完美地與犯罪現場所發現的其中之一相吻合。由於僅有人口的1%擁有相同的DNA外形,公訴人要辯論:只有百分之一的機會,此人是清白的。然而,隨後的答辯人會辯論:如果人口的1%擁有相同的DNA,那麼可能有99999(一千萬的1%減1)個其他的個體出現在犯罪現場。假如是清白,嫌疑人的犯罪幾率實際上是十萬分之一。這個例子顯示,過分地依賴DNA作為證據是非常冒險的事。如果有足夠的證據去支持DNA樣本,那麼就能增加了對罪行的懷疑,並能成為很有說服力的個案。但是,如果很少或沒有證據支持DNA標本,那麼該項標本實際上是沒用的。
下一代
隨著2001年的人類基因組圖譜的完成,將來的DNA核對前途無量。科學家現在能夠確定基因是遺傳性的原因,並用它能揭示嫌疑人的頭發顏色。科學家預言將來的DNA研究將有能力去揭示嫌疑人的高度和種族,並能僅從嫌疑人留下的一滴血中,建造其臉孔。這還有一段很長的路要走,但隨著探索的加深,和技術的發展、進步,這定能實現的.
還有一些其他的方法,也來看看
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