DNA片段解离成单链。步骤2：退火。下一步，将溶液冷却到大约60℃。在冷却过程中，单链DNA重新互相结合成双链。然而，由于引物是过量的，DNA片段的每一条链都与一个互补的引物在要扩增的区域旁配对，片段的其它部分仍保持单链状态。步骤3：引物延伸。现在，加入一种叫做Taq聚合酶（名称源于嗜热细菌Thermusaquaticus，Taq正是从这种细菌中抽提出来的）的非常耐热的DNA聚合酶，以及全部四种核苷酸。利用引物，聚合酶把片段的其他部分复制下来，就像是在细胞里复制DNA。完成以后，引物被加长成单链片段的完整的互补拷贝。因为DNA的两条链都被复制，现在就有了原始片段的两个拷贝。然后重复步骤1到3，两个拷贝就变成了四个。由于加热步骤不会对这种特殊的酶造成伤害，不需要加入更多的聚合酶。每一次加热一冷却循环只需1到2分钟，就能使DNA分子的数量加倍。20个循环过后，单个的片段就能产生超过一百万（22°）的拷贝！几小时内，就能生产出该片段的1000亿个拷贝。PCR现在已经是全自动的了。由于它能用来研究微量的DNA样品，它给科学和医疗的许多领域带来了革命。在犯罪调查中，可以用干了的血液斑点或一根人头发的根部的细胞制得“DNA指纹（DNAfingerprints）”。医生通过收集脱落的细胞并扩增它们的DNA，可以检测出非常早期的胚胎中的基因缺陷。PCR还能用来研究历史人物（比如亚伯拉罕·林肯），以及现已灭绝的物种的DNA，只要有极少量的DNA保持完整就行。鉴别DNA：Southern印迹法一旦基因被克隆出来，它可以用作探针，以鉴别另一个样品中相同或相似的基因（见图19.9）。这个方法叫做Southern印迹法（southernblot）。在这个方法中，样品DNA用限制性内切酶剪切后通过凝胶电泳将这些片段分离。凝胶的pH为碱性，使得每一个DNA片段的双链螺旋都被解离成单链，然后把胶“转印”在硝酸纤维素膜上，使DNA链转移到膜上。接下来，把一种纯化的与目的
DNA 片段解离成单链。 步骤 2：退火。下一步，将溶液冷却到大约 60 oC。在冷却过程中，单链 DNA 重新互相结合成双链。然而，由于引物是过量的，DNA 片段的每一条链都 与一个互补的引物在要扩增的区域旁配对，片段的其它部分仍保持单链状 态。 步骤 3：引物延伸。现在，加入一种叫做 Taq 聚合酶（名称源于嗜热细菌 Thermus aquaticus，Taq 正是从这种细菌中抽提出来的）的非常耐热的 DNA 聚合酶，以及全部四种核苷酸。利用引物，聚合酶把片段的其他部分复制下 来，就像是在细胞里复制 DNA。完成以后，引物被加长成单链片段的完整 的互补拷贝。因为 DNA 的两条链都被复制，现在就有了原始片段的两个拷 贝。 然后重复步骤 1 到 3，两个拷贝就变成了四个。由于加热步骤不会对这种特 殊的酶造成伤害，不需要加入更多的聚合酶。每一次加热－冷却循环只需 1 到 2 分钟，就能使 DNA 分子的数量加倍。20 个循环过后，单个的片段就能产生超过 一百万（2 20）的拷贝！几小时内，就能生产出该片段的 1000 亿个拷贝。 PCR 现在已经是全自动的了。由于它能用来研究微量的 DNA 样品，它给科 学和医疗的许多领域带来了革命。在犯罪调查中，可以用干了的血液斑点或一根 人头发的根部的细胞制得“DNA 指纹（DNA fingerprints）”。医生通过收集脱落 ） 的细胞并扩增它们的 DNA，可以检测出非常早期的胚胎中的基因缺陷。PCR 还 能用来研究历史人物（比如亚伯拉罕·林肯），以及现已灭绝的物种的 DNA， 只 要有极少量的 DNA 保持完整就行。 鉴别 DNA：Southern 印迹法 一旦基因被克隆出来，它可以用作探针，以鉴别另一个样品中相同或相似的 基因（见图 19.9）。这个方法叫做 Southern 印迹法（southern blot）。在这个方 法中，样品 DNA 用限制性内切酶剪切后通过凝胶电泳将这些片段分离。凝胶的 pH 为碱性，使得每一个 DNA 片段的双链螺旋都被解离成单链，然后把胶“转 印”在硝酸纤维素膜上，使 DNA 链转移到膜上。接下来，把一种纯化的与目的
StackofpapertowelsNitrocelluloseTestnucleicpaperacidsmSpongeGelecRadioactivelyBufferlabeledophmarkerswithspecificnorsizes2.Thegel is covered witha sheetof nitrocelluloseandplaced inaElectrophoreticgeltray of buffer on top of a sponge.Alkalinechemicalsinthebuffer1.Electrophoresis isdenature the DNA into singleperformed,usingstrands.Thebufferwicks itsradioactivelylabeledwayupthroughthegel andnitro-markers as a sizecelluloseintoastackofpaperguide in the firsttowelsplaced ontopofthelane.nitrocellulose.Nitrocellulose SealedRadioactivelycontainerlabelednucleicpapernowMacidscontainsFilm-nucleicacid"print"SizemarkersGelT11Hybridizednucleic acids3.Patternon gel4.Blotted nitro-5.Photographicfilmislaidovercelluloseisiscopiedfaith-thepaperandisexposedonlyfully,or"blotted",incubatedwithinareasthat containradio-ontothenitroradioactivelyactivity(autoradiography)labeledNitroceliuloseis examinedforcellulose.nucleic acids,radioactivebands,indicatingandthenhybridization oftheoriginalnucleic acids with the radio-rinsed.activelylabeledones.图19.9Southern印迹法。E.M.Southern在1975年发明了这种方法，它能从一个复杂的，含许多相同大小的其它DNA片段的样品中找到目的DNA片段。DNA样品在凝胶上分离，然后转移（“印”）到一种固体支持介质中，比如硝酸纤维素膜或尼龙膜。然后放入一种放射性标记的目的基因的单链拷贝，在印迹上它将与互补序列的片段杂交。印迹上放射性条带的位置即是目的基因的位置。检测核酸成叠的纸巾sponge海绵Nitrocellulosepapertest nucleic acidsstackof papertowels硝酸纤维素膜gel电泳胶Buffer缓冲液hybridizednucleicacids杂交的核酸film胶片radioactively labeled markers with specific sizes一定大小的放射性标记物sealedcontainer封闭的容器electrophoreticgel电泳胶sizemarkers分子大小标记Radioactivelylabelednucleicacids放射性标记的核酸Nitrocellulose papernow contains nucleic acid“print"现在硝化纤维素膜纸上含有核酸的印迹步骤：1.在第一泳道加入放射性标记物作为分子大小标准（marker），进行电泳。2.电泳胶被一层硝酸纤维素膜所覆盖，放在一个装有缓冲液的盘子里，海绵的上面。缓冲液中的碱性化学物质使DNA变性，成为单链。缓冲液以毛细作用向上穿过电泳胶和硝化纤维素膜，进入放在硝酸纤维素膜上面的一叠纸巾里。3.电泳胶上的图案被忠实的拷贝，或者称为“转印”到硝化纤维素膜上。4.带有印迹的硝酸纤维素膜被用放射性标记的核酸温育，然后冲洗。5.放在纸上的照相胶片，只有在有放射活性的区域能曝光（放射性自显影）。检测硝酸纤维素膜上的放射性条带，这标志着原始的核苷酸和带放射性标记的核苷酸发生了杂交
图 19 .9 Southern 印迹法。E．M．Southern 在 1975 年发明了这种方法，它能从一个复杂的，含 许多相同大小的其它 DNA 片段的样品中找到目的 DNA 片段。DNA 样品在凝胶上分离， 然后转移（“印”）到一种固体支持介质中，比如硝酸纤维素膜或尼龙膜。然后放入一种 放射性标记的目的基因的单链拷贝，在印迹上它将与互补序列的片段杂交。印迹上放射 性条带的位置即是目的基因的位置。 test nucleic acids 检测核酸 stack of paper towels 成叠的纸巾 sponge 海绵 Nitrocellulose paper 硝酸纤维素膜 gel 电泳胶 Buffer 缓冲液 hybridized nucleic acids 杂交的核酸 film 胶片 radioactively labeled markers with specific sizes 一定大小的放射性标记物 sealed container 封闭的容器 electrophoretic gel 电泳胶 size markers 分子大小标记 Radioactively labeled nucleic acids 放射性标记的核酸 Nitrocellulose paper now contains nucleic acid “print” 现在硝化纤维素膜纸上含有核酸的印迹 步骤：1.在第一泳道加入放射性标记物作为分子大小标准（marker），进行电泳。 2.电泳胶被一层硝酸纤维素膜所覆盖，放在一个装有缓冲液的盘子里，海绵的上面。缓冲液中的碱性化 学物质使 DNA 变性，成为单链。缓冲液以毛细作用向上穿过电泳胶和硝化纤维素膜，进入放在硝酸纤 维素膜上面的一叠纸巾里。 3.电泳胶上的图案被忠实的拷贝，或者称为“转印”到硝化纤维素膜上。 4．带有印迹的硝酸纤维素膜被用放射性标记的核酸温育，然后冲洗。 5．放在纸上的照相胶片，只有在有放射活性的区域能曝光（放射性自显影）。检测硝酸纤维素膜上的放 射性条带，这标志着原始的核苷酸和带放射性标记的核苷酸发生了杂交