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星博士有话说:
 
PCR引物到底怎么设计?

 

1、引物长度
 

✦引物的长度一般在15-30 bp,常用的是18-27 bp。

✦引物过长(如超过38 bp)会导致其延伸温度大于74℃,不利于聚合酶进行反应,从而会增加PCR反应的复杂性。

✦引物过短则会导致引物特异性太差,引起非特异性扩增。

 

 

2、引物GC含量
 

✦引物GC含量一般在40%~60%。

✦引物的GC含量过高时,退火温度也会相应增加,较高的退火温度也可能影响到引物与模板之间的正常结合;另外,高GC含量可能导致引物更容易形成二级结构如发卡结构或内部稳定配对,这会干扰引物与目标模板的有效结合。

✦引物GC含量过低会引发AT含量的相应增高,‌从而与模板的结合能力降低,不利于PCR的特异性反应。

✦上下游引物的GC含量不能相差太大。

 

 

3、引物Tm值
 

✦Tm值就是DNA熔解温度,指DNA双螺旋结构解链至一半时的温度。

✦Tm值一般在58-70℃,Tm值越高,特异性越高,但杂交率越低。

✦上下游引物的Tm值应尽可能接近,最好不超过4℃。

✦Tm值计算经验公式,Tm=4(G+C)+2(A+T)。

 

 

4、引物3’端设计原则
 

✦引物3'端错配时,不同碱基引发效率存在着很大的差异。当末位的碱基为A时,即使在错配的情况下,也能有引发链的合成,而当末位链为T时,错配的引发效率大大降低。G、C错配的引发效率介于A、T之间,所以在设计时最好选择T作为引物的3'末端。

✦引物序列不要有嘌呤或嘧啶的聚集,尤其是3'端,若出现3个以上的连续碱基,如GGG、CCC会使错配几率增加。

✦引物的延伸是从3'端开始的,不能进行任何修饰。

 

 

5、引物5’端设计原则
 

✦引物的5′端决定着PCR产物的长度,它对扩增特异性影响不大。因此,可以被修饰而不影响扩增的特异性。

✦引物5′端修饰包括:加酶切位点,标记生物素、荧光、地高辛等,引入蛋白质结合DNA 序列,引入点突变、插入突变、缺失突变序列,引入启动子序列等。

 

 

6、发卡结构
 

✦发卡结构指的是一条引物自身碱基之间发生配对,因此引物自身不应存在互补序列,否则引物自身会折叠成发夹结构。

 

 

7、二聚体
 

✦二聚体指的是同一对引物的两条链之间发生碱基互补配对,尤其应避免3′端的互补重叠以防止引物二聚体的形成。

 

 

8、∆G 值
 

✦∆G 值是指DNA双链形成所需的自由能,它反映了双链结构内部碱基对的相对稳定性,∆G 值越大,则双链越稳定。

✦应当选用5′端和中间∆G值相对较高,而3′端∆G值较低(绝对值不超过9)的引物。

✦引物3′端的∆G值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA聚合反应。

 

 

9、引物应具有特异性
 

引物设计完成以后,应对其进行BLAST检测。如果与其它基因不具有互补性,就可以进行下一步的实验了。

 

 

 

 

 

 
星博士还有话说
 

实验中的PCR模板“千奇百怪”,引物设计起来也是“状况百出”。比如,想要通过克隆得到固定序列的PCR产物,那么引物设计的选择自由度会相对较低,导致找不到各种指标都十分合适的引物,在这种情况下只能退而求其次,尽量去满足条件咯。

 

 

END

 

 

 

 

 

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