PCR之原理與應用

聚合酶鏈鎖反應（polymerase chain reaction; PCR）是一個被高度依賴、且被普遍應用的分子生物學技術，它可以將一特定DNA片段（或基因）由構造複雜的染色體或其他DNA來源（或樣品）中大量增幅出來。這就好像是一個超炫的戲法，可以由一堆如山的黃沙中，將其內所埋藏的幾顆金沙子篩選出來，並且複製成幾百萬顆金沙。如此，不但可以證明沙堆中確有金沙子的存在，並可以因此獲得大量的金沙。換句話說，PCR是一個分析型（analytical）也是一個製備型（preparative）的研究工具，它不但可以藉由強效的增幅機制，來偵測一個DNA樣品中是否含有某一特定DNA片段（或基因），而且藉由增幅可以大量製取（有時也可加以修飾）此DNA片段，以作為多種生技應用研究之材料，例如DNA 定序、基因選殖、重組蛋白表現等。此項技術可說是現今分子生物學研究中最重要的分析工具之一，同時也是多數從事生物醫學、分子遺傳分析、及基因診斷等相關領域研究所不可或缺的技術。

吳游源

美國普渡大學化學系生物化學組博士。
早先任職於嘉義大學生化科技學系助理教授，專長為生物化學、分子生物學、分子毒物。

【PART I 聚合酶鏈鎖反應（Polymerase Chain Reaction, PCR）之緣起與原理】

第1章 PCR發展之背景與歷史（Historical Background of PCR Development）
1-1 PCR：一個二十世紀分子生物學研究的突破性技術
1-2 PCR技術的發展簡史

第2章 典型PCR的反應成分與條件設定（Recipe and Condition Setup for a Typical PCR）
2-1 典型的PCR反應成分
2-2 典型的PCR反應條件
2-3 循環增幅的細節（Details of Cycling Amplification）
2-4 PCR偵測實驗的對照組

第3章 PCR的產率與專一性（Sensitivity and Specificity of PCR）
3-1 PCR反應可能遭遇的問題與改進方法
3-2 PCR反應抑制劑
3-3 增進PCR產率與專一性的試劑
3-4 調整PCR的方法來增進產率或專一性
3-5 長片段與富含GC（GC-Rich）的DNA片段之PCR增幅

第4章 PCR增幅的忠誠性（Fidelity of PCR Amplification）
4-1 PCR的錯誤率（或忠誠性）對我們的研究有何影響？　
4-2 聚合酶加入錯誤核苷酸的機制
4-3 影響PCR 忠誠性的因素

【PART II PCR 之基礎應用（Basic Applications of PCR）】
第5章 逆向PCR 與連接反應媒介PCR（Inverse PCR, IPCR and Ligation Mediated PCR, LMPCR）
5-1 IPCR 對未知序列之增幅
5-2 IPCR 應用於刪除突變與定點突變之基因建構
5-3 以連接反應媒介PCR（LMPCR）來進行未知序列之增幅
5-4 LMPCR 指紋分析（LMPCR Fingerprinting Analysis）
5-5 以LMPCR 進行DNA 胞內腳紋（In Vivo Footprinting）分析

第6章 多重引子PCR（Multiplex PCR, mPCR）與巢狀PCR（Nested PCR）
6-1 多重引子PCR（Multiplex PCR, mPCR）
6-2 巢狀PCR（Nested PCR）

第7章 反轉錄PCR（Reverse Transcription PCR, RT-PCR）
7-1 RT-PCR 的用途
7-2 RT-PCR 的基本步驟
7-3 反轉錄酶的特性與選擇
7-4 單一步驟或兩步驟RT-PCR
7-5 RT-PCR 常用於分析特定基因之差異性表現

第8章 定量PCR 與即時PCR（Quantitative PCR and Real-Time PCR）
8-1 早期定量PCR 是一種終端PCR（End-Point PCR）的分析方式
8-2 新一代的定量PCR：即時PCR（Real-Time PCR）
8-3 第三代的核酸PCR 定量：數字PCR（Digital PCR）dPCR

第9章 應用PCR 做全基因體差異性分析（Genomic Variation Analysis by PCR）
9-1 RAPD：隨機增幅多型性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA）
9-2 AFLP：增幅片段長度多型性分析（Amplify Fragment Length Polymorphysm）
9-3 IRS-PCR：散布性重複序列PCR（Interspersed Repeat Sequence PCR）
9-4 STR-PCR：短而連續重複序列PCR（Short Tandem Repeat PCR）
9-5 CODIS：組合式DNA 指標系統（Combined DNA Index System）

第10章 PCR 於基因選殖之應用（PCR Mediated Gene Cloning）
10-1 T/A（或稱A/T）選殖（T/A cloning）
10-2 利用PCR 將目標DNA 兩側加入選殖所需特定限制性內切酶之辨識序列
10-3 不需使用連接酶或限制性酵素的特殊PCR 基因選殖
10-4 使用Degenerate 引子的PCR 與基因建構
10-5 利用PCR 來製備單股目標基因（或DNA）

第11章 利用PCR 偵測基因變異（Mutation Detection by PCR）
11-1 已知突變點與突變方式之PCR 偵測
11-2 特定基因中之未特定突變點（或突變樣式）之PCR 相關偵測

第12章 利用PCR 來創造突變（PCR Mediated Mutagenesis）
12-1 利用PCR 做定點突變（PCR Mediated Site-Directed Mutagenesis）
12-2 以兩步驟PCR 方法來製備一長片段插入性突變（Two-Step PCR Method for Making a Long Insertion Mutant）
12-3 連接子掃描突變（Linker Scanning Mutagenesis, LSM）
12-4 利用PCR 進行隨機突變（PCR Mediated Random Mutagenesis）

第13章 結語

英中文索引