反转录PCR-步骤和方法

反转录PCR科技名词定义中文名称：反转录PCR英文名称：reversetranscriptionPCR;RT-PCR定义：扩增mRNA的一种实验技术。先将mRNA反转录成cDNA，然后再以cDNA为模板，用PCR方法加以扩增。应用学科：遗传学（一级学科）；基因组学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录一、反转录酶的选择二、合成cDNA引物的选择三、操作步骤四、注意事项RT-PCR反应原理[1]反转录PCR（ReverseTranscription-PolymeraseChainReaction，RT-PCR）又称为逆转录PCR。其原理是：提取组织或细胞中的总RNA，以其中的mRNA作为模板，采用Oligo(dT)或随机引物利用逆转录酶反转录成cDNA。再以cDNA为模板进行PCR扩增，而获得目的基因或检测基因表达。RT-PCR使RNA检测的灵敏性提高了几个数量级，使一些极为微量RNA样品分析成为可能。该技术主要用于：分析基因的转录产物、获取目的基因、合成cDNA探针、构建RNA高效转录系统。RT-PCR（ReverseTranscription-PolymeraseChainReaction）即逆转录PCR，是将RNA的逆转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增反应（PCR）相结合的技术。RT-PCR技术灵敏而且用途广泛，可用于检测细胞/组织中基因表达水平，细胞中RNA病毒的含量和直接克隆特定基因的cDNA序列等。编辑本段一、反转录酶的选择1．Money鼠白血病病毒（MMLV）反转录酶：有强的聚合酶活性，RNA酶H活性相对较弱。最适作用温度为37℃。2．禽成髓细胞瘤病毒（AMV）反转录酶：有强的聚合酶活性和RNA酶H活性。最适作用温度为42℃。3．Thermusthermophilus、Thermusflavus等嗜热微生物的热稳定性反转录酶：在Mn2存在下，允许高温反转录RNA，以消除RNA模板的二级结构。4．MMLV反转录酶的RNaseH-突变体：商品名为SuperScript和SuperScriptⅡ。此种酶较其它酶能多将更大部分的RNA转换成cDNA，这一特性允许从含二级结构的、低温反转录很困难的mRNA模板合成较长cDNA。编辑本段二、合成cDNA引物的选择1．随机六聚体引物：当特定mRNA由于含有使反转录酶终止的序列而难于拷贝其全长序列时，可采用随机六聚体引物这一不特异的引物来拷贝全长mRNA。用此种方法时，体系中所有RNA分子全部充当了cDNA第一链模板，PCR引物在扩增过程中赋予所需要的特异性。通常用此引物合成的cDNA中96%来源于rRNA。2．Oligo(dT)：是一种对mRNA特异的方法。因绝大多数真核细胞mRNA具有3’端Poly(A)尾，此引物与其配对，仅mRNA可被转录。由于Poly(A)RNA仅占总RNA的1-4%，故此种引物合成的cDNA比随机六聚体作为引物和得到的cDNA在数量和复杂性方面均要小。3．特异性引物：最特异的引发方法是用含目标RNA的互补序列的寡核苷酸作为引物，若PCR反应用二种特异性引物，第一条链的合成可由与mRNA3’端最靠近的配对引物起始。用此类引物仅产生所需要的cDNA，导致更为特异的PCR扩增。编辑本段三、操作步骤1.总RNA的提取。2.cDNA第一链的合成（ReverseTranscription）：目前试剂公司有多种cDNA第一链试剂盒出售，其原理基本相同，但操作步骤不一。现以GIBICOL公司提供的SuperScriptTMPreamplificationSystemforFirstStrandcDNASynthesis试剂盒为例。（1）在0.5ml微量离心管中，加入总RNA1-5μg，补充适量的DEPCH2O使总体积达11μl。在管中加10μMOligo（dT）12-181μl，轻轻混匀、离心。（2）70℃加热10min，立即将微量离心管插入冰浴中至少1min。然后加入下列试剂的混合物：10×PCRbuffer2μl25mMMgCl22μl10mMdNTPmix1μl0.1MDTT2μl轻轻混匀，离心。42℃孵育2-5min。（3）加入SuperscriptⅡ1μl，在42℃水浴中孵育50min。（4）于70℃加热15min以终止反应。（5）将管插入冰中，加入RNaseH1μl，37℃孵育20min，降解残留的RNA。-20℃保存备用。3．PCR：（1）取0.5mlPCR管，依次加入下列试剂：第一链cDNA2μl上游引物（10pM）2μl下游引物（10pM）2μldNTP(2mM)4μl10×PCRbuffer5μlTaq酶（2u/μl）1μl（2）加入适量的ddH2O，使总体积达50μl。轻轻混匀，离心。（3）设定PCR程序。在适当的温度参数下扩增28-32个循环。为了保证实验结果的可靠与准确，可在PCR扩增目的基因时，加入一对内参（如G3PD）的特异性引物，同时扩增内参DNA，作为对照。（4）电泳鉴定：行琼脂糖凝胶电泳，紫外灯下观察结果。（5）密度扫描、结果分析：采用凝胶图像分析系统，对电泳条带进行密度扫描。编辑本段四、注意事项1．在实验过程中要防止RNA的降解，保持RNA的完整性。在总RNA的提取过程中，注意避免mRNA的断裂。2．为了防止非特异性扩增，必须设阴性对照。3．内参的设定：主要为了用于靶RNA的定量。常用的内参有G3PD（甘油醛-3-磷酸脱氢酶）、β-Actin（β-肌动蛋白）等。其目的在于避免RNA定量误差、加样误差以及各PCR反应体系中扩增效率不均一各孔间的温度差等所造成的误差。4．PCR不能进入平台期，出现平台效应与所扩增的目的基因的长度、序列、二级结构以及目标DNA起始的数量有关。故对于每一个目标序列出现平台效应的循环数，均应通过单独实验来确定。5．防止DNA的污染：（1）采用DNA酶处理RNA样品。（2）在可能的情况下，将PCR引物置于基因的不同外显子，以消除基因和mRNA的共线性。