生物学你可能完全用不上的冷知识(虽然生物学里并不冷):PCR
聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。由1983年美国Mullis首先提出设想,1985年由其发明了聚合酶链反应,即简易DNA扩增法,意味着PCR技术的真正诞生。到如今2013年,PCR已发展到第三代技术。PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
听不懂这些?没关系,本肥用简单的语言解释一下。现在想象几十万只的虫子混在一起(每只都只吃和其它虫子不一样的食物),如果要在几十万中找到特殊的那一只(就叫它A好了),光靠肉眼是不够的,那么科学家想到一个方法,既然虫子的食谱不同,那么就只投放A的食谱就行了,那么只有A能吃饱、繁殖、孵化,而其他的虫子并不会变多,最后就能得到绝大多数都是A的虫群。如果我们给食物加上荧光,那么最后的A虫群就会散发着从食物得到的荧光。
现在,所有的虫子是某一次你捅喉咙/鼻子的所有DNA,而A就是藏在里面的病毒核酸,通过投喂、繁殖、孵化,我们据可以确定里面是否藏着病毒,这就是核酸检测的原理。而PCR的不同温度,如95就是虫子开始进食的要求,60是繁殖的要求,72是孵化的要求。因为想要获得足够多的虫子,势必要进行多次进食-繁殖-孵化循环,如果最后A有一些,但不够多,就是“假阳性”,完全没有是“阴性”,足够多是“阳性”。
现在将解释与专有名词联系起来:A-目标DNA;引物-A的食物;DNA聚合酶-孵化;
以上是以我粗浅的讲解,欢迎大佬斧正。
参考文献:刘荭.聚合酶链式反应和基因芯片技术的研究及在主要水生动物病毒检疫和监测中的应用[D].华中农业大学,2004.
Saiki R K, Scharf S, Faloona F, et al. Enzymatic amplification of β-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia[J]. Science, 1985, 230(4732): 1350-1354.