聚合酶鏈式反應

聚合酶連鎖反應 （ Polymerase chain reaction ， 縮寫 ： PCR ） 又稱多聚酶鏈式反應 ， 是一項利用DNA雙鏈複製的原理 ， 在生物體外複製特定DNA片段的核酸合成技術 。 透過這項技術 ， 可在短時間內大量擴增目的基因 （ 標的基因 ） ， 而不必依賴大腸桿菌或酵母菌等生物體 。 DNA 體外擴增的實現首先基於DNA半保留複製原理 ， 還有鹼基互補配對原則 ， 即複製的過程中雙鏈DNA會解鏈 ， 由雙鏈變成單鏈 ， 溫度一般爲95 ℃ ； 之後溫度降下來 ， 引物會結合到DNA單鏈上 ， 在DNA聚合酶的作用下 ， 把遊離的dNTP按照鹼基互補配對原則結合到單鏈上 ， 形成一條由舊鏈和新鏈雜合成的新的雙鏈DNA 。 這個過程可概括爲‘變性 - 退火 - 延伸’三個基本步驟 。 凱利 · 穆利斯 （ Kary Mullis ） 於1983年開發此技術 ， 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 ） 加到運載體 （ Vector ） 中 ， 之後利用受控電脈衝瞬間電擊 ， 在質膜上形成可逆性微孔的 “ 電穿孔 ” （ electroporation ） 或是利用生理極限高溫刺激的 “ 熱休克 ” （ heat shock ） 的方式 ， 送到大腸桿菌感受態細胞 （ 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 ， 聚合酶鏈式反應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 ， 以及親子鑑定 。