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分子遺傳學實驗
分子遺傳學實驗
PCR 反應
PCR 反應
PCR（聚合酶鏈反應）是一種分子生物學技術，用於快速增加特定DNA片段的方法。它通過逐步循環加熱和冷卻過程，在酶的作用下，將DNA模板進行不斷複製，生成大量的目標DNA。PCR廣泛應用於基因檢測、DNA序列分析、病毒檢測等領域。其原理簡單而高效，能夠在幾小時內從極少量的DNA樣本中增加至足夠檢測的量。PCR技術的革新促進了許多科學研究和臨床診斷方法的發展，是現代分子生物學不可或缺的重要工具之一。
PCR 箱中的溫度設計
PCR 箱中的溫度設計
可以根據不同primer和酵素種類制定最適合的反應溫度。在Primer3Plus網站上可以以篩選條件讓系統幫你找到理想的primer序列。
下圖為此次PCR箱的溫度設計。
反應步驟
反應步驟
1.提高溫度，使雙股DNA解開為兩條單股
2.降低溫度，使小段primer(引子) 辨識目標DNA黏 接至單股DNA上
3.反覆執行步驟1、2，目的為使DNA成指數擴增數 量，達成PCR反應
DNA 樣本介紹
DNA 樣本介紹
北京鴨(Pekin duck)
北京鴨(Pekin duck)
北京鴨是源自中國的白色家禽，以肉質鮮嫩和高產蛋聞名。廣泛在全球養殖，尤其在美國為商業肉鴨主力，因其適應性和快速生長而受青睞。
土番鴨(Mule duck)
土番鴨(Mule duck)
土番鴨是一種以公北京鴨與白色母菜鴨交配後代而得到的雜交種，具有濃厚的地方特色。其外觀通常呈現灰色或灰褐色羽毛，體型較小。土番鴨肉質緊實、味道鮮美，常用於燉湯或煮食。
番鴨(Muscovy duck)
番鴨(Muscovy duck)
番鴨是一種野生鴨類，生活在水域和湿地中。其外觀多為灰褐色或褐色羽毛，嘴部比家鴨更長而尖。番鴨的肉質通常比家鴨稍瘦，但因生活在野外，其肉味較濃郁。
實驗器材
實驗器材
2X Powerpol MasterMix：60μL
2X Powerpol MasterMix：60μL
ddH₂O：300μL
ddH₂O：300μL
rCutSmart buffer：20μL
rCutSmart buffer：20μL
Sma1 酵素(須保持低溫環境)
Sma1 酵素(須保持低溫環境)
Sma1 primer(Forward)：5μL (須保持低溫環境)
Sma1 primer(Forward)：5μL (須保持低溫環境)
Sma1 primer(Reverse)：5μL (須保持低溫環境)
Sma1 primer(Reverse)：5μL (須保持低溫環境)
鴨子DNA sample：Pekin/Mule/Muscovy：5μL each (須保持低溫環境)
鴨子DNA sample：Pekin/Mule/Muscovy：5μL each (須保持低溫環境)
實驗步驟
實驗步驟
步驟1~4:PCR
1.將52.5μL ddH₂O、62.5μL 2X MasterMix、2.5μL Sma1 primer(Forward)、2.5μL Sma1 primer(Reverse)均勻混和
2.將以上溶液各以24μL分裝至4聯eppendorf
3.在4聯eppendorf中各加入Pekin、Mule、Muscovy和ddH₂O(對照組)DNA sample 1μL
4.將4聯eppendorf以: 98°C、10秒--->55°C、30秒--->72°C、30秒 三個步驟為一循環，repeat30次
步驟5~6:限制酶內切
5.取新的4聯eppendorf，分別加入:對應PCR產物20μL、rCutSmart buffer 5μL、ddH₂O 24μL、Sma1 enzyme 1μL
6.將4聯eppendorf放入PCR機以:25°C、15min--->65°C、20min 使enzyme充分反應
步驟7~9:電泳
7.取一個9well的gel，以步驟1~4的4聯eppendorf、DNA1kb ladder、步驟5~6的4聯eppendorf，分別注入5μ至各well
8.啟動電泳，等待25min
9.將gel以紫外光機照射，取得結果
結果分析
結果分析
🐘
🐘
依序從左至右應為： 🦏
Pekin ⇒ Mule ⇒ Muscovy ⇒ ddH2O (Before reaction)
⇒ DNA 1kb ladder
⇒ Pekin ⇒ Mule ⇒ Muscovy ⇒ ddH2O (After reaction)
左圖為尚未電泳的洋菜膠電泳跑道。
在左圖中第四格及第九格應因沒有DNA而呈空白，然而在結果中卻出現橫線，也就是說此次實驗中很有可能出現汙染的情形。再與其他多組比對後，發現大部分皆出現此結果，因此推測並非個人操作的失誤，很有可能是原料遭汙染。
從實驗結果判斷，此一Mule的母系品種應為Pekin
心得
心得
分子遺傳學實驗是研究基因結構、功能和遺傳變異的重要工具。常見實驗包括PCR、基因克隆、基因表達分析及基因組編輯等。PCR透過DNA增幅，能準確擴增特定基因序列，基因克隆則能將基因插入宿主DNA進行研究。基因表達分析則用於測量基因在不同條件下的活性水平。近年來，CRISPR-Cas9等基因組編輯技術更能精準編輯DNA序列，革新了分子遺傳學研究。這些實驗在研究人類疾病機制、農業改良及環境保護等領域發揮關鍵作用。然而，實驗操作需嚴謹，數據分析要準確，同時需考量伦理及安全問題。隨著技術不斷進步，分子遺傳學實驗將持續推動科學發展，為解決複雜問題提供新的視角和解決方案。
資料來源
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