RT-PCR就是逆转录PCR或称为反转录PCR(Reversetranscription-PCR,RT-PCR),是以RNA为材料应用于PCR扩增中的一种实验方法。首先通过逆转录酶将总RNA或信使RNA(mRNA)转录成互补DNA(cDNA)。其次TaqDNA聚合酶以cDNA为模板进行qPCR扩增。RT-PCR已被普遍应用于多种分子生物学应用中,包括基因表达分析、基因测试、RNA干扰验证检测、微阵列验证、病原体检测和疾病研究。RT-PCR的方法之一步法和两步法:RT-PCR其操作方法分为两种,即一步法和两步法。一步法RT-PCR,逆转录同PCR扩增结合在一起,即cDNA合成与PCR扩增反应在同一管Buffer及酶中进行,一步完成。两步法RT-PCR,RNA首先在反转录酶的作用下生成cDNA,再以cDNA为模板进行PCR扩增,分成两步进行。逆转录实验可以选择加入RNA合成抑制剂RNAse防止RNA降解和污染。广州彩色逆转录混合
RT-PCR逆转录引物设计原则:1.上下游引物要保守:扩增子长度需选择一段保守片段(100-200bp)进行PCR扩增,选择片段需跨越内含子,因内含子的基因组DNA序列不会被扩增,也可减少从污染的基因组DNA中扩增得到的假阳性风险。引物选取同样需要保守。2.引物长度和Tm值:引物设计长度为18-25bp,Tm值在50-65℃之间,引物中GC含量在40-60%。设计引物时尽量避免出现4个或超过4个G碱基。RT-PCR实验阴性对照:反转录阴性对照应包括在所有的RT-PCR的实验中,用来检测DNA是否污染(如基因组DNA或PCR产物)。该对照所指不加反转录酶,通过反转录过程得到cDNA在进行荧光定量PCR检测。如检测到扩增,则样本中可能含有基因组DNA污染。广州彩色逆转录混合逆转录实验过程需适当的RNA质量,过少或质量不佳将影响扩增效果。
逆转录酶的质量控制:1.切口酶:在与200单位酶37oC保温60分钟后,超螺旋质粒保留在90%以上。2.DNase测定:200单位酶与50ng3H-DNA37oC保温60分钟,分解出的放射性低于1%。3.RNase测定:200单位酶与50ng3H-RNA37oC保温60分钟,分解出的放射性低于3%。4.首先链cDNA的反应:在标准化的反应中,200单位酶催化从1mg1.2kbRNA或1mg7.5kbRNA将同位素掺入到cDNA中,通过放射自显影,对于1.2kb的RNA,产物cDNA是单一的、全长的条带。对于7.5kb的RNA产物有部分是全长的条带。用这二种RNA放射性转换到cDNA中有12%。5.RNaseH活性:200单位酶与polyA:polydT37oC保温60分钟,释放出的放射性要低于1%。
miRNA加尾法逆转录:miRNA,即microRNA,是一类非常短的RNA分子,只有几十到几百个核首酸,在正常细胞存活期间会产生大量的miRNA。miRNA起着重要的抑制作用,它可以抑制特定mRNA的表达以及细胞中内含物翻译和转录等功能他们是催化机制,负责影响细胞及其产物的生物学复杂性和稳定性,对于宿主机体影响是非常重要的。miRNA加尾法是一种获得miRNA及其前体的研究方法之。较重要的是,它是RNA千扰技术的一个重要组成部分。过去的研究发现,通过miRNA加尾法获得的新miRNA表达调节了细胞信号传导、细胞分裂和细胞凋亡等多重信号传递通路,其过程非常复杂。逆转录实验尽量避免多次冻融处理RNA样品,避免样品质量下降。
反转录酶的用处:由它催化转录合成的DNA称为互补DNA(cDNA)。通常情况下,细胞内的转录应由DNA到RNA的,所得RNA为信使RNA(mRNA)供蛋白质合成作模板用。而在部分RNA病毒中,要实现自身扩增,必须具有DNA,因此先由RNA逆转录合成cDNA再由cDNA转录出RNA。逆转录酶可用RT—PCR,将RNA转变为DNA后扩增,以获得RNA的序列。1970年从致死RNA病毒中发现了反转录酶,并认为此酶与病毒的致死性质有关。反转录酶也分布于某些正常细胞和胚胎细胞。反转录酶的发现表明不能把生物的遗传信息由DNA→mRNA→蛋白质非常化,遗传信息也可以从RNA传递到DNA。它促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究,已成为研究这些学科的有力工具。逆转录实验后的DNA的片段可用于测序等高通量技术。北京加尾法反转录测序
逆转录技术的发展使RNA研究得到极大便利。广州彩色逆转录混合
逆转录酶实验流程:从细胞材料中提取RNA→RNA加入到含有逆转录酶、引物、dNTPs的反应体系中→退火,引物与RNA链配对→延伸,逆转录酶合成互补cDNA链变性→常规PCR反应流程(变性、退火、延伸,如此多次循环)。RT-PCR“两步法”与“一步法”RT-PCR的实验操作分为“一步法”与“两步法”两种。一步法RT-PCR能克隆微量mRNA而不需构建cDNA文库(即cDNA合成与PCR反应在同一Buffer及酶中进行,一步法完成),省略了cDNA与PCR之间的过程。两步法RT-PCR首先用反转录酶合成cDNA,然后以cDNA为模板进行PCR,即RNA反转录与PCR扩增分两步进行。广州彩色逆转录混合