山东大学：PCR最新技术原理、方法及应用（第二版，张为宁），2011

PCR Kary B. Mullis 010000010110010100000000010100 2010级化学基地班 张为宁

PCR & Kary B. Mullis & Kary B. Mullis 2010级化学基地班 张为宁

③ The Nobel Prize in Chemistry 1993 Kary B. Mullis, Michael Smith The Nobel Prize in Chemistry 1993 Nobel Prize Award Ceremony Kary B. Mullis Michael Smith Kary B. Mullis Michael smith The Nobel Prize in Chemistry 1993 was awarded "for contributions to the developments of methods within DNA-based chemistry" jointly with one half to Kary B Mullis " Tor his invention of the polymerase chain reaction(PCR) method and with one half to Michael smith "for his fundamental contributions to the establishment of oligonucleotide-based, site-directed mutagenesis and its development for protein studles By Weining Photos: Copyright@ The Nobel Foundation

2 By Weining PCR & Kary B. Mullis

前言 关于为什么想讲接下来的内容 卫.忠子鞅孚的经儲搬潆到絀琚類推 领域最前蚴彌的粧襞的蠱踟被撥广秘痖掞剥的奅糙巒的美徳餖覬利,嶟 角嶽毜的陬良愛发艘结过拽婚的雭展位酧甜孕的应流。難此螺襯 的瓚有使眼的在垟、时他辔張芠蠱楠的病艏裏増吧知蝻斿 列氣酩使坩瑖变唛磙對遡锚彘的领鑑种觋迒娑箝脓預黻, 叢在继续员会在1993年还是决定授予他诺贝尔化学奖。 ■PCR最新技术理尔装诀脑科殍(第学腺卷,2012 Page 3 By Weining

3 By Weining ◼ 关于为什么想讲接下来的内容： ◼ 2.鉴定DNA的方法“PCR法”已经成为从遗传学到分子生物学，甚至到医疗 领域最前沿的现代科学的基本手段。这个技术的开发者，美国的凯利·穆利斯 是个狂热的冲浪爱好者，曾结过四次婚，是一位对科学的“主流”置之不理 的具有自由思想的生化学家，他曾主张艾滋病的致病原因不是HIV，并声称 二氧化碳致使地球变暖的学说是错误的，但鉴于他对现代社会的绝对性贡献， 诺贝尔奖委员会在1993年还是决定授予他诺贝尔化学奖。 ◼ 诺贝尔奖中的科学：化学奖卷，2012 前 言 ◼ 关于为什么想讲接下来的内容： ◼ 1.PCR是分子生物学的关键技术，又是常规技术。PCR技术的出现极大的推 动了分子生物学的发展，旋即被推广和应用到生命科学的其他领域。广泛的 应用带动了PCR技术的发展，PCR技术的发展又产生了新的应用。如此螺旋 上升，使PCR技术在20年的时间里，从无到有，从只能单纯扩增已知两端序 列之间的DNA片段，发展到应用于各个领域的几十种PCR方法，而且这种发 展还在继续。 ◼ PCR最新技术原理、方法及应用（第二版），2011 Page 3

具体内容包括 The PCR method already of great DaNcing Nake ullis use In tHe MinD FIeLD do nudi or nas gained a new tool The aecusnang of nipo 参自 aman cally simpered There an mente succeeded n ampang cenote mena for more an 20 milton ows the ponce nse anew an KaRy mULLIS Part 1. Something about PCR Part 2. Something about mullis Page 4 By Weining

4 By Weining 具体内容包括 Part 1. Something about PCR Part 2. Something about Mullis Page 4

目录 Contents 1发展简史 2基本原理 3主要应用 4Kory简介 5一点感想 Page 5 By Weining

5 By Weining 基本原理 基本原理 1 发展简史 2 3 主要应用 4 Kary简介 5 一点感想 目 录 Contents Page 5

·聚合酶链式反应( po l ymerase cha in react ion, PCR)一个非常简单,然而却是很有用的体外DNA 聚合反应。PCR技术在生命科学中掀起了一场革命, 它可以使人们通过几个小时的试管内的DNA聚合反 应,就可将DNA扩增109倍。通过PCR技术不仅可以 扩增存在于样品中的DNA,也可以富集混合DNA分 子中的任一种。PQR的重要价值在于扩增存在微量 而特殊的DNA序列。 By Weining

6 By Weining • 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction， PCR）一个非常简单，然而却是很有用的体外DNA 聚合反应。PCR技术在生命科学中掀起了一场革命， 它可以使人们通过几个小时的试管内的DNA聚合反 应，就可将DNA扩增109倍。通过PCR技术不仅可以 扩增存在于样品中的DNA，也可以富集混合DNA分 子中的任一种。PCR的重要价值在于扩增存在微量 而特殊的DNA序列

1971年, Khor ana曾提出:经过DNA变性,与合适引 物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,并不断重复该过程 便可克隆tRNA基因。 旦由于测序和引物合成的困难,以及70年代基因工 程技术的发明使克隆基因成为可能,所以, Khorana A变性,与适当 的设想被人们遗忘了 DNA的设想。 1983年Mui发明了PCR技术使 Khorana的设 想得到实现。 1988年Saik等将耐热DNA聚合酶(Taq)引入了 PCR技术。 1989年美国《 Science》杂志列PCR为十余项重 大科学发明之首,比喻1989年为PCR爆炸年,Mus 荣获1993年度诺贝尔化学奖。 Page 7 By Weining

7 By Weining PCR技术的创建 ◼ Khorana(1971)等提出在体外经DNA变性,与适当 引物杂交,再用DNA聚合酶延伸,克隆DNA的设想。 ◼ 1983年,Mullis发明了PCR技术,使Khorana的设 想得到实现。 ◼ 1988年Saiki等将耐热DNA聚合酶（Taq）引入了 PCR技术。 ◼ 1989年美国《Science》杂志列PCR 为十余项重 大科学发明之首,比喻1989年为PCR爆炸年,Mullis 荣获1993年度诺贝尔化学奖。 Page 7 1971年，Khorana曾提出：经过DNA变性，与合适引 物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，并不断重复该过程 便可克隆tRNA基因。 但由于测序和引物合成的困难，以及70年代基因工 程技术的发明使克隆基因成为可能，所以，Khorana 的设想被人们遗忘了……

PCR的发展史 Muis做的有关工作 1983年春,Muis发展出PCR的概念 1983年9月, Mullis用大肠杆菌DNA聚合酶做了第一个PCR实验,只用一个循环 1983年12月,用同位素标记法看到了10个循环后的49bp长度的第一个PCR片断; 1985年12月20日,Mui的同事Saik在 Science上发了一篇论文,方法中用了PCR 技术,导致Muis的文章到处被拒; 1985年10月25日申请了PCR的专利,1987年7月28日批准(专利号4683,202), 这回 Mullis是第一发明人 1986年5月,Muis在冷泉港实验室做专题报告,全世界从此开始学习PCR的方法; 1986年6月,ceus公司纯化了第一种高温菌DNA聚合酶, Taq dNa polymerase, 这是85年春天 Mullis建议做的; 1988年,第一台PCR仪问世 1991年, Hoffman laroche以3亿美元的代价从 Cetus公司获得全权开发权。 Page 8 By Weining

8 By Weining Mullis做的有关工作 1983年春，Mullis发展出PCR的概念； 1983年9月，Mullis用大肠杆菌DNA聚合酶做了第一个PCR实验，只用一个循环； 1983年12月，用同位素标记法看到了10个循环后的49 bp长度的第一个PCR片断； 1985年12月20日，Mullis的同事Saiki在Science上发了一篇论文，方法中用了PCR 技术，导致Mullis的文章到处被拒； 1985年10月25日申请了PCR的专利，1987年7月28日批准（专利号4,683,202 ）， 这回Mullis是第一发明人。 1986年5月，Mullis在冷泉港实验室做专题报告，全世界从此开始学习PCR的方法； 1986年6月，Cetus公司纯化了第一种高温菌DNA聚合酶，Taq DNA polymerase， 这是85年春天Mullis建议做的； 1988年，第一台PCR仪问世； 1991年，Hoffman LaRoche以3亿美元的代价从Cetus公司获得全权开发权。 Page 8 PCR的发展史

PCR的基本原理 PCR(聚合酶链式反应, polymerase chain reaction)的基本工作原理是以拟扩增的DNA分 子为模板,以一对分别与模板相互补的寡核苷酸 片段为引物,在DNA聚合酶作用下,按照半保留 复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合 成。不断重复这一过程,可以目的DNA片段得到 扩增。因为新合成的DNA也可以作为模板,因为 PCR可以使DNA的合成量呈指数增长 By Weining

9 By Weining PCR的基本原理 • PCR（聚合酶链式反应，polymerase chain reaction）的基本工作原理是以拟扩增的DNA分 子为模板，以一对分别与模板相互补的寡核苷酸 片段为引物，在DNA聚合酶作用下，按照半保留 复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合 成。不断重复这一过程，可以目的DNA片段得到 扩增。因为新合成的DNA也可以作为模板，因为 PCR可以使DNA的合成量呈指数增长。 Page 7

PCR基本反应体系 1.模板 7.PCR促进剂 2.特异性引物 反应 6耐热DNA聚合酶 体系 3.反应缓冲系统 5.三磷酸脱氧核苷酸 4.二价阳离子 Page 10 By Weining

10 By Weining Page 10 PCR基本反应体系 反应 体系 2.特异性引物 1.模板 3.反应缓冲系统 5.三磷酸脱氧核苷酸 7.PCR促进剂 6.耐热DNA聚合酶 4.二价阳离子