PCR技術(shù)專題：逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)實驗方法
更新時間：2013-11-14 瀏覽次數(shù)：1352
逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng) （Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction，RT-PCR）的原理是：提取組織或細胞中的總RNA，以其中的mRNA作為模板，采用Oligo（dT）或隨機引物利用逆轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成cDNA。再以cDNA為模板進行PCR擴增，而獲得目的基因或檢測基因表達。RT-PCR使RNA檢測的靈敏性提高了幾個數(shù)量級，使一些極為微量RNA樣品分析成為可能。該技術(shù)主要用于：分析基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、獲取目的基因、合成cDNA探針、構(gòu)建RNA轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)。
一、反轉(zhuǎn)錄酶的選擇
1． Money 鼠白血病病毒（MMLV）反轉(zhuǎn)錄酶：有強的聚合酶活性，RNA酶H活性相對較弱。zui適作用溫度為37℃。
2．禽成髓細胞瘤病毒（AMV）反轉(zhuǎn)錄酶：有強的聚合酶活性和RNA酶H活性。zui適作用溫度為42℃。
3．Thermus thermophilus、Thermus flavus等嗜熱微生物的熱穩(wěn)定性反轉(zhuǎn)錄酶：在Mn2+存在下，允許高溫反轉(zhuǎn)錄RNA，以消除RNA模板的二級結(jié)構(gòu)。
4．MMLV反轉(zhuǎn)錄酶的RNase H-突變體：商品名為Superscript 和SuperScriptⅡ。此種酶較其它酶能多將更大部分的RNA轉(zhuǎn)換成cDNA，這一特性允許從含二級結(jié)構(gòu)的、低溫反轉(zhuǎn)錄很困難的mRNA模板合成較長cDNA。
二、合成cDNA引物的選擇
1． 隨機六聚體引物：當(dāng)特定mRNA由于含有使反轉(zhuǎn)錄酶終止的序列而難于拷貝其全長序列時，可采用隨機六聚體引物這一不特異的引物來拷貝全長mRNA。用此種方法時，體系中所有RNA分子全部充當(dāng)了cDNA*鏈模板，PCR引物在擴增過程中賦予所需要的特異性。通常用此引物合成的cDNA中96%來源于rRNA。
2． Oligo（dT）：是一種對mRNA特異的方法。因絕大多數(shù)真核細胞mRNA具有3’端Poly（A+）尾，此引物與其配對，僅mRNA可被轉(zhuǎn)錄。由于Poly（A+）RNA僅占總RNA的1-4%，故此種引物合成的cDNA比隨機六聚體作為引物和得到的cDNA在數(shù)量和復(fù)雜性方面均要小。
3． 特異性引物：zui特異的引發(fā)方法是用含目標(biāo)RNA的互補序列的寡核苷酸作為引物，若PCR反應(yīng)用二種特異性引物，*條鏈的合成可由與mRNA 3’端zui靠近的配對引物起始。用此類引物僅產(chǎn)生所需要的cDNA，導(dǎo)致更為特異的PCR擴增。
三、 試劑準(zhǔn)備
1．RMA提取試劑
2．*鏈cDNA合成試劑盒
3．dNTPmix：含dATP、dCTP、dGTP、dTTP各2mM
4．Taq DNA聚合酶
四、操作步驟
1. 總RNA的提取：見相關(guān)內(nèi)容。
2. cDNA*鏈的合成：目前試劑公司有多種cDNA*鏈試劑盒出售，其原理基本相同，但操作步驟不一?，F(xiàn)以GIBICOL公司提供的SuperScriptTM Preamplification System for First Strand cDNA Synthesis 試劑盒為例。
① 在0.5ml微量離心管中，加入總RNA 1-5μg，補充適量的DEPC H2O使總體積達11μl。在管中加10μM Oligo（dT）12-18 1μl，輕輕混勻、離心。
② 70℃加熱10min，立即將微量離心管插入冰浴中至少1min。
然后加入下列試劑的混合物：10×PCR buffer 2μl；25mM MgCl2 2μl；10mM dNTPmix 1μl；0.1M DTT 2μl
輕輕混勻，離心。42℃孵育2-5min。
③ 加入SuperscriptⅡ1μl ，在42℃水浴中孵育50min。
④ 于70℃加熱15min以終止反應(yīng)。
⑤ 將管插入冰中，加入RNase H 1μl ，37℃孵育20min，降解殘留的RNA。-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
3．PCR：
① 取0.5ml PCR管，依次加入下列試劑：*鏈cDNA 2μl；上游引物（10pM） 2μl；下游引物（10pM） 2μl；dNTP（2mM） 4μl；10×PCR buffer 5μl；Taq 酶（2u/μl） 1μl。
② 加入適量的ddH2O，使總體積達50μl。輕輕混勻，離心。
③ 設(shè)定PCR程序。在適當(dāng)?shù)臏囟葏?shù)下擴增28-32個循環(huán)。為了保證實驗結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確，可在PCR擴增目的基因時，加入一對內(nèi)參（如G3PD）的特異性引物，同時擴增內(nèi)參DNA，作為對照。
④ 電泳鑒定：行瓊脂糖凝膠電泳，紫外燈下觀察結(jié)果。
⑤ 密度掃描、結(jié)果分析：采用凝膠圖像分析系統(tǒng)，對電泳條帶進行密度掃描。
五、注意事項
1．在實驗過程中要防止RNA的降解，保持RNA的完整性。在總RNA的提取過程中，注意避免mRNA的斷裂。
2． 為了防止非特異性擴增，必須設(shè)陰性對照。
3．內(nèi)參的設(shè)定：主要為了用于靶RNA的定量。常用的內(nèi)參有G3PD（甘油醛-3-磷酸脫氫酶）、β-Actin（β-肌動蛋白）等。其目的在于避免RNA定量誤差、加樣誤差以及各PCR反應(yīng)體系中擴增效率不均一各孔間的溫度差等所造成的誤差。
4． PCR不能進入平臺期，出現(xiàn)平臺效應(yīng)與所擴增的目的基因的長度、序列、二級結(jié)構(gòu)以及目標(biāo)DNA起始的數(shù)量有關(guān)。故對于每一個目標(biāo)序列出現(xiàn)平臺效應(yīng)的循環(huán)數(shù)，均應(yīng)通過單獨實驗來確定。
5． 防止DNA的污染：① 采用DNA酶處理RNA樣品；② 在可能的情況下，將PCR引物置于基因的不同外顯子，以消除基因和mRNA的共線性。