核酸检测到底是检测DNA还是RNA?还是同时检测?

1993年,两位生物化学家因“对基于 DNA 化学方法的发展作出了杰出贡献” 而获诺贝尔化学奖,其中一位是美国的卡里·穆利斯(Kary Mullis, )。他发明的聚合酶链反应 (PCR) 方法[1] 在疫情期间,我们几乎每天都可以听到,有不少人已不止一次做过的“核酸检测”就是基于穆利斯这个非常了不起的发明。

有读者问:能不能解释一下“核酸检测”的基本原理?它的灵敏度和精确性如何?

老梁:纵观科学“诺奖”的百年历史,一般都授予理论的突破(如宇称不守恒)和重要的发现(如DNA的双螺旋结构),很少授予新方法。穆利斯的PCR方法之所以能获奖,是因为自从有了它,科学家就能在生物的海洋里……

说PCR 能“捞针”并不准确,因为它并不能把“针”捞出来,但它能确认某个生物样品里到底有没有“针”。这里的“针”指的是脱氧核糖核酸,也就是DNA的片段。当这个DNA片段是新冠病毒所携带的遗传物质中的某个特征性片段时,所用PCR方法就成了新冠病毒的核酸检测。[2]

DNA分子有很特殊的性质,那就是一个DNA片段能在聚合酶的帮助下,通过碱基互补配对形成的双螺旋结构,复制一条新的序列互补的DNA片段。这时,我们通过加热使这个双螺旋结构解体,在溶液中变成两条游离的DNA片段,然后再恢复聚合酶链反应的条件,这两条游离的DNA就能分别再复制出两条新的DNA片段。

如果我们把这个循环重复20次,那么这个生物样品中的DNA片段就会从原来的1条指数式地增加到条(2的20次方);如果循环40次,那就是,776条!在许多人眼里,这已是天文数字了,但是换算成计量分子的化学单位还不到与梁博士联系。

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