1、初始步骤:这是热启动PCR所必需的。将反应混合物加热至94-98度以激活DNA聚合酶。这一步骤的时间取决于所选择的DNA聚合酶。
2、变性步骤:DNA本身是双链结构,DNA扩增需要引物和单链DNA模板的结合。在该步骤中,将反应混合物加热至94-98℃20-30秒,以断开双链之间的氢键,从而释放单链DNA。这是PCR周期的第一步。
3、退火步骤:变性后,DNA模板以单链形式存在于反应混合物中。由于反应系统中的引物与DNA模板互补,当反应温度降至50-65度时,引物与互补序列形成氢键。
4、延伸步骤:在该步骤中,DNA聚合酶开始DNA合成,因此该步骤的温度是DNA聚合酶的最佳温度。我们通常选择72度,但某些DNA聚合酶的最佳温度是68度。这一步骤与体内DNA复制非常相似:DNA聚合酶根据碱基互补的规则将dNTPs添加到引物的3'端,最终获得新的DNA双链片段。
5、步骤2至4被称为一个周期:每个周期后的DNA量是前一个周期的两倍。通常,PCR反应需要30-35个周期。在前几轮PCR循环中,PCR产物的数量以指数速率增加,但在反应后期,随着dNTPs和引物数量的减少以及DNA聚合酶的失活,反应速率逐渐降低,因此PCR反应的产率也受到限制。
6、最终延伸步骤:在30-35个循环后,我们通常在68-74度下延伸5-10分钟,希望完成反应系统中剩余的所有单链DNA的反应。