在分子生物学实验中,通过聚合酶链反应(PCR)对质粒进行验证是确定其正确性和完整性的关键步骤。然而,有时会遇到尽管质粒验证有条带,但同源 PCR 却无条带的情况。这一现象背后可能涉及多个方面的原因,以下将进行详细分析。
- 设计瑕疵:引物设计若不合理,是同源 PCR 失败主因。如引物与目标同源序列匹配度低、长度过短或 GC 含量异常,会削弱引物与模板结合。像引物过短,结合稳定性差,易在 PCR 时解离;3’端碱基若含连续 G 或 C,易形成引物二聚体,抑制目的条带扩增。
- 质量欠佳:引物合成有错误或纯度低,含杂质会竞争模板结合位点,降低有效引物浓度。保存不当致引物降解,失去结合模板能力,也无法扩增出条带。
- 浓度不当:模板(质粒)浓度影响扩增。浓度过低,引物与模板结合机会少,起始模板不足;浓度过高,杂质增多致非特异性扩增,或模板缠绕阻碍引物结合,都可能无条带。
- 结构修饰:质粒若有复杂二级结构,如发夹、超螺旋,会妨碍引物结合与聚合酶移动。DNA 甲基化等修饰改变其理化性质,影响引物和聚合酶作用,使同源 PCR 受阻。
- 成分异常:PCR 体系中,DNA 聚合酶、dNTP、Mg²⁺等成分关键。聚合酶活性因保存不当降低或失活,dNTP 浓度异常,Mg²⁺浓度不适,都会导致同源 PCR 无条带。
- 条件有误:变性、退火、延伸的温度和时间设置不当影响扩增。变性不充分,DNA 双链未解链;退火温度过高或过低,影响引物结合特异性;延伸时间不当,使 DNA 合成不完整或引发非特异性扩增。
- 仪器故障:PCR 仪温度不准、均一性差,影响扩增。移液器校准不准,移取成分量不符预期,致扩增失败。
- 污染干扰:PCR 灵敏,操作不规范致外源 DNA 污染,与目标模板竞争,干扰扩增,导致无条带或出现非特异性条带。