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PCR扩增反应中的嵌合体是什么?

 更新时间:2024-11-19    点击量:252

PCR实验中产生的嵌合体你知道是什么呢?它怎么产生的呢?那又如何预防和处理呢?这篇文章让我们一起了解一下吧!


一、PCR嵌合体是什么


PCR嵌合体(Chimeric Products):PCR扩增反应中的嵌合体是指一个PCR产物来自两个或多个模板分子,通常是由于延伸未完quan导致的‌。这种现象通常发生在PCR反应中,特别是当使用多重PCR或复杂模板时。嵌合体会导致扩增产物中含有非预期的片段,有可能会影响实验结果的准确性,甚至导致错误的解释。


二、形成原理

在PCR反应中,DNA模板在高温下解旋成单链,然后在低温下引物与单链按碱基互补配对的原则结合。当DNA聚合酶在延伸阶段未能wanquan复制某个序列时,该部分序列在下一轮PCR反应中作为引物继续延伸,从而与其他序列混合,形成嵌合体序列‌。具体来说,DNA聚合酶在扩增某一片段时,可能会在模板链的某个位置发生“跳跃",将一个模板DNA片段与另一个模板片段拼接,从而生成嵌合体产物。嵌合体可以通过多种机制形成,但大多数嵌合体被认为是由于扩增不完整而引起的

常见的情况有以下三种:


模板DNA之间的重组

在PCR中,如果存在多个不同的模板DNA,它们的片段可能在扩增过程中偶然地组合在一起。具


引物二聚体和扩增错误

引物二聚体是引物分子自我结合形成的二聚体。如果PCR引物设计不当,或者引物浓度过高,可能会导致引物二聚体的产生,这些二聚体可能会参与扩增过程,导致非特异性的扩增。在某些情况下,DNA聚合酶在复制错误的引物二聚体或非特异性产物时,也可能会形成嵌合体。


DNA聚合酶的"跳跃"现象

DNA聚合酶在延伸过程中,有时会发生“跳跃"或“滑移",从一个模板区域转移到另一个模板区域,这种现象通常发生在复杂的、含有重复序列或相似序列的区域。例如,如果模板中存在相似的序列(常见的扩增子测序),聚合酶可能会错误地“切换"到另一条模板链,导致不同片段的连接,从而产生嵌合体。


总结:

通常在PCR过程中,大概有1%的几率会出现嵌合体序列,而以在16S/18S/ITS 扩增子测序的分析中,系统相似度很,当扩增相似序列时,嵌合体可达1%-20%,需要去除嵌合体序列。

嵌合体的比例与PCR循环数相关,循环数越高,嵌合体比例越高。


三、
如何避免PCR嵌合体


  • 使用纯净、单一来源的模板,避免多重模板

  • 优化引物设计,确保引物特异性,避免引物二聚体产生

  • 降低PCR反应温度和优化扩增条件

  • 减少PCR循环次数

  • 使用高保真(High-Fidelity)DNA聚合酶

  • 使用有限的DNA模版量



如何检测和处理嵌合体


怎么判断你的PCR产物中有没有嵌合体呢?可以使用以下方法进行检测:

凝胶电泳:通过凝胶电泳查看PCR产物的大小和模式,若出现多个不一致的条带或意外的迁移模式,可能意味着嵌合体的存在。

测序:对PCR产物进行DNA测序。通过对比测序结果与预期的目标序列,可以检测到嵌合体的存在,并分析嵌合体的组成。

限制性酶切分析:如果知道嵌合体的可能位置,可以使用限制性内切酶切割PCR产物,分析切割结果是否符合预期。(如需凝胶电泳产品,NEB PaqCI限制性内切、测序试剂盒,请联系天津益元利康生物科技有限公司)


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