聚合酶链式反应与聚合酶链式反应的区别

3.DNA、RNA与聚合酶

聚合酶链式反应就是这样一种程序，它让一个DNA顺序在几小时内进行100万倍的扩增。聚合酶是把核苷酸装配到新的DNA或RNA链上去的酶类，这些链在（基因）顺序上是同原先的模板链互补的（Qβ复制酶是聚合酶的一种类型）。聚合酶链式反应依赖于下列之事实，即由聚合酶合成的DNA链本身能够为以后的若干轮复制充当模板。

这样，聚合酶复制含有一个基因的DAN双螺旋结构的每一条链，以产生第二个双螺旋结构分子。聚合酶接着复制新老两者的双螺旋结构以产生第三个和第四个双螺旋结构；然后全部4个螺旋又复制成8个，依此类推。螺旋数量成几何级数增长，这样恰好在几小时内原始的一个DNA基因就已复制了数百万倍。

一种比较通用的增殖技术能够迅速地生产RNA链的拷贝。这种技术涉及到两种聚合酶蛋白，一是拷贝RNA为DNA（即制造一个同RNA模板互补的DNA链）；另一是把DNA拷贝回RNA。如同聚合酶链式反应一样其结果都是相同的：用这些拷贝来反复制造拷贝的方法，人们很快就以相同RNA基因的惊人数量而结束。应用这种RNA的扩增方法，人们在1小时就能得到成百万的拷贝。如果复制时所需的复制马力更大，则RNA扩增可以同聚合酶链式反应相串联来进行操作，使一个基因产生数以10亿计的拷贝。

具有讽刺意味的是，作为最早开发的技术，聚合酶链式反应和RNA扩增系统都共有一个缺点：太过于准确。也就是说，与Qβ系统不同（在该系统中在扩增期间拷贝时似乎会忙中出错），聚合酶链式反应和RNA扩增系统在扩增期间对差错不够敏感以满足定向进化企图的突变要求。幸运的是，修改后的这两种方法现在正让突变以合理的和可控制的频率发生。

生物化学家们手中握有这些有力的基因倍增技术，目前正不受限制地去研究各种各样的选择限制因子。就未来的探索而论，遗传分子DNA和RNA是特别有用的目标，因为决定其化学和物理性状的碱基顺序与其遗传组成是同义的。通常，人们把蛋白质视为第一位的功能性大分子——因为归根到底，自然界利用蛋白质作为细胞中起催化功能的主要试剂。不过托马斯·柯克和悉尼奥特曼以其获得诺贝尔奖的研究工作首次确认了RNA能够作催化剂。以此类推，DNA也可以作催化剂同样是有理由的。而其他的有生活力的化学组织，如结合到靶分子上，也完全在DNA和RNA的研究范围之内。