PCR和QPCR的区别

主要区别 – PCR 与 QPCR

PCR（聚合酶链反应）和 qPCR（定量 PCR）是生物技术中用于为各种目的扩增 DNA 的两种技术。 PCR是一种相对简单的技术。 qPCR 也称为 实时荧光定量PCR 或者 数字PCR.这 主要区别 PCR 和 qPCR 之间是 PCR 是一种定性技术，而 qPCR 是一种定量技术. PCR 允许将结果读取为“存在或不存在”。但在 qPCR 中，每个循环中扩增的 DNA 量是量化的。如果在 PCR 中使用 RNA，则该技术称为 RT-PCR（逆转录 PCR），如果在 qPCR 中使用 RNA，则该技术称为 qRT-PC。

涵盖的关键领域

1.什么是PCR – 定义、过程、用途 2. 什么是 QPCR – 定义、过程、用途 3. PCR 和 QPCR 的相似之处是什么 – 共同特征概要 4. PCR 和 QPCR 的区别是什么 – 主要差异的比较

关键术语：琼脂糖凝胶电泳、扩增子、DNA 聚合酶、荧光染料、PCR、探针、qPCR、RT-qPCR

什么是聚合酶链反应

PCR 是指生物技术中的一种技术，它允许通过扩增选定的 DNA 片段来分析 DNA 的短序列。这是一种相对敏感的方法，因为单个反应所需的体积非常小。该技术基于 DNA 聚合酶以互补方式将新的 DNA 链合成到提供的模板链的能力。 PCR的反应混合物由DNA聚合酶、DNA核苷酸、引物、待扩增的DNA模板和镁组成。扩增在热循环仪内进行。 DNA 聚合酶应该是耐热的，因为在这个反应中使用了高温。 PCR 中使用的两种 DNA 聚合酶是 Taq DNA 聚合酶和 Pfu DNA 聚合酶。 Taq DNA 聚合酶广泛用于 PCR。

DNA 聚合酶需要 3' 端预先存在的 DNA 链来合成新链。因此，将寡核苷酸引物添加到反应混合物中以启动 DNA 合成。 PCR 中对引物的要求允许仅扩增模板中的特定区域。目标序列的两侧是正向和反向引物。在 PCR 结束时，特定 DNA 序列的新副本，称为 扩增子, 累计以亿计。 PCR 的组件应该以这样一种方式进行优化，以提高 PCR 性能，同时最大限度地减少失败。标准 PCR 反应如图 1 所示。

图 1：PCR

PCR步骤

PCR的三个步骤描述如下。

变性 – 通过加热至 94-95 °C，双链 DNA 模板被分离成两条单链。
退火 – 正向和反向引物与模板中的互补序列结合。温度取决于引物组合的解链温度。
引物延伸 – DNA 聚合酶通过将互补碱基添加到正在生长的链中，在每个引物的 3' 端延伸每个引物。 Taq 聚合酶的最适温度，即 72 °C，用作延伸步骤中的温度。延伸的时间取决于模板链中碱基对的数量。

这三个步骤重复28-35次。琼脂糖凝胶电泳用于 PCR 产物的大小分级。产品用溴化乙锭染色并在紫外光下观察。 PCR 产物或扩增的 DNA 可用于克隆、测序或基因分型。

什么是 QPCR

QPCR 是指生物技术中的一种技术，它允许检测、表征和量化各种应用的核酸。因此，它是一种定量PCR。 DNA 和 RNA 均可用作 qPCR。如果以 RNA 为模板，应先将其逆转录为 cDNA。因此，这种类型的 qPCR 被称为 逆转录聚合酶链反应.传统的 PCR 是针对 cDNA 或普通 DNA 样本进行的。然而，在 qPCR 中，荧光染料用于在 PCR 循环的每个步骤中标记 PCR 产物。这使得随着 PCR 的进展收集数据成为可能，允许在 PCR 的指数阶段对扩增子进行量化。 qPCR 中使用的主要染料类型是 SYBR Green。染料与双链 DNA 结合。由于荧光随扩增的 DNA 量成比例增加，因此可以“实时”进行定量。使用染料的主要缺点是它允许对样品中的一种特定产品进行量化。除了染料，探针也可用于定量过程。 TaqMan探针是qPCR中使用的主要寡核苷酸探针类型之一，其荧光发射过程如图2所示。

图 2：TaqMan 探针

可以设计探针以检测同一样品中的多个 PCR 产物。 TaqMan 探针是水解探针的主要类型之一；将该探针掺入 PCR 产物中会暴露荧光团，发出荧光。荧光染料对 PCR 产物更具特异性。因此，它们在大多数诊断分析中用于检测 PCR 产物。

PCR 和 QPCR 之间的相似之处

定义

聚合酶链反应： PCR 是生物技术中的一项技术，它允许通过扩增选定的 DNA 片段来分析短的 DNA 序列。

QPCR： QPCR 是生物技术中的一项技术，可用于检测、表征和量化各种应用的核酸。

定量/定性

聚合酶链反应： PCR是定性技术。

QPCR： QPCR 是一种定量技术。

产品检测

聚合酶链反应： 产物通过 PCR 中的琼脂糖凝胶电泳检测。

QPCR： 可以在 qPCR 的每个扩增循环中检测到产物。

数据收集

聚合酶链反应： 在 PCR 反应结束时收集数据。

QPCR： 数据是在 qPCR 反应的指数阶段收集的。

解析度

聚合酶链反应： PCR 的分辨率很差。

QPCR： QPCR 具有非常高的分辨率。

染料

聚合酶链反应： PCR 在 PCR 过程中使用溴化乙锭对产物进行染色。

QPCR： QPCR 使用荧光染料来检测产物。

时间

聚合酶链反应： PCR是一种更耗时的方法。

QPCR： QPCR 耗时较少。

核糖核酸

聚合酶链反应： RT-PCR 是使用 RNA 作为模板的 PCR 类型。

QPCR： RT-qPCR 是一种以 RNA 为模板的 qPCR。

角色

聚合酶链反应： PCR用于检测某些基因组片段的存在与否。

QPCR： QPCR 用于量化样品中的特定片段。

结论

PCR 和 qPCR 是生物技术中用于为各种目的扩增 DNA 的两种技术。 PCR 是用于鉴定 DNA 片段存在与否的传统扩增方法。 QPCR 用于量化样品中的特定片段。因此，PCR 是一种定性技术，而 qPCR 是一种定量技术。这是 PCR 和 qPCR 之间的主要区别。

参考：

1. “QPCR 与数字 PCR 与传统 PCR。” Thermo Fisher Scientific，可在此处获得。

图片提供：

1. Madprime 的“PCR” – 通过 Commons Wikimedia2 自己的作品（CC BY-SA 3.0）。用户的“Taqman”：Braindamaged – 原始上传者（公共领域）通过 Commons Wikimedia 拥有的作品