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聚合酶鏈式反應の説明

Chinese Pronunciation Noun 聚合酶鏈式反應 polymerase chain reaction (PCR)

聚合酶連鎖反應（英語：Polymerase chain reaction，縮寫：PCR）又稱多聚酶链式反應，是一项利用DNA双链复制的原理，在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。透过这項技术，可在短时间内大量扩增目的基因（標的基因），而不必依賴大腸桿菌或酵母菌等生物體。DNA 体外扩增的实现首先基于DNA半保留复制原理，还有碱基互补配对原则，即复制的过程中双链DNA会解链，由双链变成单链，温度一般为95℃；之后温度降下来，引物会结合到DNA单链上，在DNA聚合酶的作用下，把游离的dNTP按照碱基互补配对原则结合到单链上，形成一条由旧链和新链杂合成的新的双链DNA。这个过程可概括为‘变性-退火-延伸’三个基本步骤。凱利·穆利斯（Kary Mullis）於1983年開發此技术，當時他是Cetus公司的僱員，也是1993年諾貝爾化學獎的獲得者，它是一種簡單，廉價和可靠的方法複製DNA片段，這個概念適用於現代生物學和相關科學的許多領域。 PCR可能是分子生物學中使用最廣泛的技術。這種技術被用於生物醫學研究，犯罪取證和分子考古學。微生物複製是一個費時耗力的流程，首先要將DNA經限制酶剪裁，再利用連接酶（Ligase）加到运载体（Vector）中，之後利用受控电脉冲瞬間電擊，在质膜上形成可逆性微孔的“电穿孔”（electroporation）或是利用生理极限高温刺激的“熱休克”（heat shock）的方式，送到大腸桿菌感受态细胞（competent cell）中，將此菌於培養皿大量繁殖培養，再經過繁複的分離、純化過程，時間通常需要近一週，才能大量複製片段。所以僅需一小時的PCR能節省大量時間和繁複的操作，聚合酶链式反应技術被廣泛地運用在醫學和生物學的實驗室，例如用於判斷檢體中是否會表現某遺傳疾病的圖譜、傳染病的診斷、基因複製，以及亲子鑑定。