PCR引物设计原则之个人心得篇
- 格式:doc
- 大小:78.50 KB
- 文档页数:6
设计pcr引物遵循的原则聚合酶链反应(PCR)引物的设计是PCR实验成功的关键因素之一。
以下是一些设计PCR引物时应遵循的原则:1. 特异性:引物应具有高度特异性,以确保它们只与目标DNA序列结合,而不与其他非目标序列结合。
这有助于避免非特异性扩增产物的形成。
2. 长度:引物的长度通常应在18到25个碱基对之间,过长或过短的引物可能导致扩增效率降低。
引物长度的一般建议是20-22个碱基对。
3. GC含量:引物的GC含量应在40-60%之间。
这有助于确保引物的熔解温度适中,提高引物的特异性。
4. 熔解温度(Tm):引物的Tm是引物与模板DNA结合和解离的温度。
引物的Tm应该在50-65°C之间,以确保在PCR循环中引物能够特异性结合到模板。
5. 避免自相互或异相互二聚体:引物的设计应防止引物之间或引物与模板之间发生意外的二聚体形成,这可能导致PCR反应的不稳定性。
可以使用在线工具预测引物之间和引物与模板之间的二聚体。
6. 避免重复序列:引物应避免含有重复序列,以防止非特异性扩增。
7. 避免剪切位点:引物不应该包含酶切位点,以防止在PCR扩增过程中被酶切。
8. 引物对的选择:在PCR反应中,通常需要一对引物。
这对引物应该相互配合,以确保它们在同一温度下工作,并且扩增产物大小符合实验要求。
9. 考虑引物的位置:引物应设计在目标序列内部,而不是在末端。
这有助于确保扩增产物包含目标区域的完整信息。
10. 检查SNP和突变:引物的设计需要考虑可能存在的单核苷酸多态性(SNP)或突变。
确保引物能够区分目标序列中的变异。
在进行PCR引物设计时,通常使用一些在线工具或软件来辅助,这些工具可以帮助评估引物的特异性和其他参数。
引物设计原则引物是在PCR(聚合酶链式反应)中起到引导DNA复制的作用的两段短单链DNA序列。
设计引物是PCR实验的重要一环,引物的合理设计直接影响PCR反应的效果。
下面是一些引物设计的原则和技巧,供参考:1.周知序列:在设计引物之前,首先要确保目标DNA序列已经被充分了解。
这意味着你需要知道起始点和终止点,以及任何可能的变异、重复或剪接事件。
同时,需要避免引物与非目标序列的互补匹配。
2.引物长度:通常情况下,引物长度应在18到30个核苷酸之间。
过短的引物可能导致不特异性扩增,而过长的引物会增加PCR的难度。
3.引物Tm值:引物的熔解温度(Tm)是指引物在PCR反应中的温度。
引物的Tm值应该在50到65摄氏度之间,确保引物可以特异性地结合目标DNA的序列。
可以使用在线计算工具计算引物的Tm值。
4.GC含量:引物的GC含量对引物的稳定性和特异性有直接的影响。
通常情况下,引物的GC含量应在40%到60%之间。
高GC含量的引物可以提高特异性和稳定性,但可能会导致引物的熔解温度过高。
5.引物间配对:引物一般是成对使用的,因此两个引物之间应该相互配对。
引物间的配对应该没有重复、交叉或自身互补的现象。
此外,引物间的距离应该适中,可以通过距离目标DNA序列两端50到150个核苷酸来确定。
6.引物的互补性和自身互补性:引物应该避免与非目标序列互补匹配。
此外,引物本身也应该避免自身互补匹配,以免引起二次结构。
7.避免引物间的重复和重叠:引物之间的重复和重叠可能导致PCR扩增产物的重复和回退。
为了避免这种情况,可以使用在线工具来检查引物之间的相互性。
8. 引物设计软件:为了更准确、更高效地设计引物,可以使用一些专门的引物设计软件。
常用的引物设计软件有Primer3、NCBI Primer-BLAST和IDT OligoAnalyzer等。
总结:引物设计是PCR反应的关键一步,合理的引物设计直接影响PCR反应的成功与否。
PCR引物设计的原则引物设计的原则:首先引物要跟模板紧密结合,其次引物与引物之间不能有稳定的二聚体或发夹结构存在,再次引物不能在别的非目的位点引起DNA聚合反应(即错配)。
围绕这几条基本原则,设计引物需要考虑诸多因素,如引物长度(primer length)、产物长度(product length)、序列Tm 值(melting temperature)、ΔG值(internal stability)、引物二聚体及发夹结构(duplex formation and hairpin)、错误引发位点(false priming site)、引物及产物GC 含量(composition),有时还要对引物进行修饰,如增加限制酶切点,引进突变等。
以使用Oligo 软件分析设计引物为例,笔者总结出以下的要点:1. 引物的长度一般为15-30bp,常用的是18-27bp,但不能大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,即Taq 酶的最适温度。
2. 引物3’端的序列要比5’端重要。
引物3’端的碱基一般不用A(3’端碱基序列最好是G、C、CG、GC),因为A在错误引发位点的引发效率相对比较高。
另外引物间3’端的互补、二聚体或发夹结构也可能导致PCR反应失败。
5’端序列对PCR 影响不大,因此常用来引进修饰位点或标记物。
3. 引物的GC含量一般为40-60%,以45-55%为宜,过高或过低都不利于引发反应。
有一些模板本身的GC 含量偏低或偏高,导致引物的GC含量不能在上述范围内,这时应尽量使上下游引物的GC 含量以及Tm 值保持接近(上下游引物的GC含量不能相差太大),以有利于退火温度的选择。
如果G-C比例超出,则在引物的5’端增加As或Ts;而如果A-T 比例过高,则同样在5’端增加Gs或Cs。
但也有认为:原来普遍认为PCR引物应当有50%的GC/AT比率的观点其实是不对的,以人基因组DNA为模板,用81%AT的引物可以产生单一的、专一的、长250 bp,含有70% AT的产物。
我最近合成了几十对引物,,在实战中多多少少有些心得,拿出来给大家分享。
我感觉想把引物合成的比较好,除了前引物和后引物的Tm不能相差太大,我们还要重点考虑以下因素:一、GC% GC含量对于PCR反应来说GC含量在40%—60%,一般50%左右比较合适;而对于测序引物和杂交探针来说GC含量至少应为50%。
产物中GC含量最好大于引物中的GC含量。
二、Degeneracy 多义性当设计多义引物时应尽量减少引物多义性,这样会带来更好的特异性,应尽量避免3末端的多义性,因为这里即使一个碱基的错配都能阻止引物延伸。
三、3’ End Stability 3 末端稳定性引物稳定性影响它的错配效率,一条理想的引物应该有一个稳定性较强的5 末端和相对稳定性较弱的3 末端。
如果引物3 稳定性强,有可能在即使5 末端不配对的情况下造成错配,形成非特异性扩增条带(secondary bands)。
而3 末端稳定性低的引物较好的原因是在引物发生错配时,由于3 末端不太稳定引物结合不稳定而难以延伸。
四、GC Clamp GC钳引物与目的位点的有效结合需要有稳定的5 末端。
这一段有较强稳定性的5 末端称为GC钳。
它保证引物与模板的稳定结合。
选择有合适稳定性的引物能在确保不产生非特异性条带的前提下尽量降低退火温度。
五、Secondary Structures 二级结构二级结构是引物设计中必须考虑的一个重要因素。
二级结构能显著影响反应中能与模板正确结合的引物数量,发卡结构的存在能限制引物与目的位点的结合能力,从而降低扩增效率,形成发卡环的引物则不能在PCR扩增中发挥作用。
六、Hairpin 发卡结构发卡结构的形成是由于引物自身的互补碱基分子内配对造成引物折叠形成的二级结构,并由于发卡结构的形成是分子内的反应,仅仅需要三个连续碱基配对就可以形成。
发卡结构的稳定性可以用自由能衡量。
自由能大小取决于碱基配对释放的能量以及折叠DNA形成发卡环所需要的能量,如果自由能值大于0 则该结构不稳定从而不会干扰反应,如果自由能值小于0 则该结构可以干扰反应。
pcr引物设计反思报告一、关键词的提取在设计引物时,为了节省时间。
大家经常把每种不同结构基因所包含的序列都写下来,这样非但没能够起到加快设计速度的目的反而浪费了大量时间,让人误以为设计方法不正确或者是引物本身存在问题。
其实,用中心引物还可以避免这个错误。
例如:3′-羟基-4′-甲氧基-5′-氟-1′-全-3′-羧酸和5′-氨基-3′-甲氧基-4′-全-3′-羧酸都是从SABCHNAMONIAKIDENIALIBAYTE (SABCHNAMONIAKIDENIALIBAYTE)基因中产生的两条多肽链,它们分别由5′端到3′端再到2′端。
通过比较可知,只要先设计3′端到5′端的引物,然后再根据5′端所连接的氨基酸找出与之对应的 SABCHNAMONIAKIDENIALIBAYTE (SABCHNAMONIAKIDENIALIBAYTE)基因就行了。
二、实际操作与理论的差距为什么要在这里强调实际操作与理论相符合呢?实际上这是实验过程中容易发生的错误。
例如:有些同学把实际操作与理论相违背的情况归纳为以下几点(见表1):1.在不需进行荧光检测时仍按照原先的习惯,将长引物在最终末端一个接一个地放置;2.连续多次使用长引物(或超长引物);3.用一个特定的引物反复测试一组DNA,未见突变,随又改换新的引物重复测试,并且继续增加引物浓度,甚至在每次突变都已显示出来的情况下依旧不断更换引物(或其他 DNA,例如做Hindⅲ筛选时用 TaqDNA 作为探针分子时);4.对于非特异性引物,在引物引导 RNA 聚合酶向某特定的位点切割时,切割方式极不规范,造成产物不均匀;5.对荧光标记的 RNA,使用荧光染料时顺序颠倒,致使检测错误。
三、总体结论对于做实验的过程和结果我有很多感触。
不管是引物的设计还是制备实验,实验步骤的前期准备工作以及中途操作环节都是非常必要的。
当然这也包括了各个细小的环节。
希望大家能尽自己的努力去完善,将会有意想不到的收获。
PCR引物设计原则PCR(聚合酶链反应)是一种广泛应用于分子生物学领域的基础技术,可以在体外复制DNA分子。
PCR的核心是引物,引物的设计质量直接影响PCR反应的效率和特异性。
以下是PCR引物设计的原则。
1.引物长度:引物的理想长度为18-22个碱基对。
引物过短可能导致特异性不足,引物过长则可能降低PCR的效率。
2.引物序列:引物序列应具备良好的互补性,即能与待扩增的目标DNA序列特异性结合。
通常,引物的GC含量应在40-60%之间,以确保引物和目标序列之间形成稳定的氢键。
3.引物选择:引物的设计需要仔细考虑避免引物间以及引物与模板序列间的互补。
如果引物之间有互补性,则可能导致非特异性扩增。
另外,引物不能与附近的肥皂序列或重复序列互补,以免引入非特异性产物。
4.引物结构:引物的3'端应以碱基对为基础设计,以提高扩增特异性。
同时,避免引物在末端出现重复序列,以免引导多聚加合反应。
5.引物的熔解温度(Tm):引物的熔解温度应相似,并在50-60℃之间,以确保引物和模板序列的互补结合,同时避免引物之间的自身结合。
6.引物的位点选择:引物应选择在目标序列上的保守区域,以确保引物在不同基因型和物种之间的通用性。
在选择引物位点时,避免选择在引物附近有大量SNP(单核苷酸多态性)或缺失突变的区域。
7.引物的杂合性别:引物的杂合性别是指引物本身的互补性。
如果引物存在杂合性别,则可能导致非特异性扩增。
在进行引物设计时,可以使用软件工具来评估引物的可能杂合效应。
8.引物的特异性评估:在进行引物设计后,可以使用BLAST等工具来评估引物的特异性。
该工具可以引物序列与数据库中的其他序列的互补匹配。
特异性较好的引物应仅与目标序列匹配。
9.引物标记:引物可以通过添加特定序列或化学标记进行标记。
在PCR扩增过程中,通过标记引物可以进行定量和检测反应产物的操作。
在PCR实验中,良好的引物设计是确保特异性扩增的关键。
引物设计需要综合考虑引物长度、序列、选择、结构、熔解温度、位点选择、杂合性别、特异性评估、标记和固定等因素。
定量PCR引物探针设计原则定量PCR(Quantitative Polymerase Chain Reaction)是一种用于测量DNA分子数量的技术。
在进行定量PCR实验时,合理设计引物和探针非常重要,下面将探讨一些定量PCR引物和探针设计的原则。
1.引物设计原则:1.1引物长度:引物的长度一般在18-30个碱基对之间,过短的引物可能导致非特异性扩增,而过长的引物可能导致扩增效率降低。
1.2引物的GC含量:引物的GC含量应在40-60%之间,过高或过低的GC含量都可能导致非特异性扩增。
1.3引物的熔解温度(Tm):引物的熔解温度应在50-60摄氏度之间,可以通过计算引物序列的碱基组成和长度来预测引物的Tm值。
1.4引物的特异性:引物的特异性是设计引物时最关键的考虑因素之一、引物的特异性可以通过检查与该引物匹配的靶标序列在基因组或转录组中的唯一性来评估。
可以使用生物信息学工具,如BLAST(基本局部序列比对)来分析引物的特异性。
此外,还可以使用引物的3'末端碱基序列的特异性来提高引物的特异性。
2.探针设计原则:2.1探针的长度:探针的长度一般在20-30个碱基对之间。
2.2探针的熔解温度(Tm):与引物类似,探针的Tm值也应在50-60摄氏度之间。
2.3探针的特异性:与引物一样,探针的特异性也是设计探针时需要考虑的重要因素。
探针的特异性可以通过生物信息学工具来分析,如BLAST。
此外,还可以设计探针的3'末端碱基序列来提高其特异性。
2.4探针的化学修饰:在实验中,通常使用荧光标记的探针来实现定量PCR。
探针可以通过荧光基团,如FAM、VIC、HEX等进行标记。
此外,还可以在探针的两端引入磷酸酯键或磷酸二酯键等化学修饰,以提高探针的稳定性和特异性。
总结起来,定量PCR引物和探针的设计需要考虑引物长度、GC含量、熔解温度和特异性等因素。
在设计引物和探针时,可以使用生物信息学工具来分析其特异性,并通过化学修饰来提高其稳定性和特异性。
rt-pcr引物设计原则和方法嘿,咱今天就来讲讲 RT-PCR 引物设计的那些事儿!这可真是个技术活啊!你想啊,这引物就像是一把钥匙,得精准地打开咱想要的那扇门。
那设计引物有啥原则呢?首先,特异性得强啊!咱可不能让它乱开别的门,不然得出的结果不就乱套啦!就好比你要去开自己家的门,总不能拿着钥匙去开别人家的吧!长度也得合适呀,太短了不稳定,太长了又不好使。
这就跟挑扁担似的,太长太短都挑不好东西。
还有呀,碱基组成也得讲究,不能全是一种碱基,那可不行。
再来说说方法。
咱得先找到目标区域,这就像在茫茫大海中找到那片宝藏岛。
然后根据目标区域来设计引物,要考虑各种因素,一点都不能马虎。
设计的时候可得仔细了,要反复琢磨。
就像雕刻一件艺术品,得精心雕琢才能出精品。
要是随随便便设计,那结果能好吗?肯定不行啊!咱还得考虑引物之间会不会互相干扰,这就跟两个人在一个小空间里,不能互相碍事呀。
而且要保证引物能稳定地结合,不能松松垮垮的,不然关键时刻掉链子咋办?还有啊,咱得考虑实际情况。
不同的实验条件可能需要不同的引物设计。
就像不同的天气要穿不同的衣服一样,得灵活应变。
设计好了引物,还得去验证一下,看看效果咋样。
这就跟新做了一件衣服,得试试合不合身呀。
要是不合适,就得赶紧调整。
总之,RT-PCR 引物设计可不是件容易的事儿,得用心、细心、耐心。
这就像是一场战斗,咱得做好充分的准备,才能打个漂亮的胜仗!咱可不能小瞧了它,它可是实验成功的关键之一呢!所以啊,大家在设计引物的时候,一定要按照原则和方法来,可别马虎大意哟!这样咱才能得到准确可靠的结果,才能在科学的道路上越走越远!。
PCR引物设计的原则及原因PCR(聚合酶链式反应)是一种广泛应用于分子生物学实验的技术,常用于扩增特定DNA片段。
而PCR引物的设计是PCR反应的重要一步,它直接影响着PCR反应的成功与否。
因此,在PCR实验中,设计合适的引物是至关重要的。
引物的选择PCR反应的引物包括前向引物(forward primer)和反向引物(reverse primer)。
它们有以下几个选择的原则:1. 序列特异性引物的序列应与目标DNA片段的序列特异性高,以确保引物只能与目标片段配对。
这能避免非特异性扩增,减少假阳性结果的产生。
2. 引物长度引物长度通常在18到25个碱基对之间。
引物过短可能导致特异性下降,引物过长可能影响扩增效率,因此需要在合适的长度范围内选择引物。
3. 基序偏好在引物设计中,需要避免不稳定的结构,如大量的连续的GC或AT碱基对以及含有重复序列,以减少引物自身的结构问题。
4. 引物间的互补性前向引物和反向引物在设计时应避免互补性,以防止它们之间的结合而影响特异性扩增。
引物设计工具随着科技的进步,引物设计的许多在线工具和软件也被开发出来,以帮助研究人员更轻松地设计出合适的引物。
一些常用的引物设计工具包括Primer3、OligoAnalyzer、Primer-BLAST等。
引物设计策略在设计引物时,有一些常用的策略可以提高引物的成功率:1. 序列合成为了确保引物的纯度和质量,可以选择将引物进行合成,而不是使用商业引物。
这可以提高引物的特异性和稳定性。
2. 引物浓度在PCR反应中,引物浓度是一个关键因素。
合适的引物浓度可以保证PCR反应的准确性和灵敏度。
浓度过高或过低都可能影响PCR的结果。
3. 引物的优化如果PCR反应不成功,可以尝试优化引物的设计。
比如调整引物的碱基序列,修改引物的长度或浓度等。
通过不断的优化,可以提高PCR反应的成功率。
结论PCR引物的设计是PCR反应成功的关键之一。
通过选择合适的引物、遵循引物设计的原则以及利用设计工具和策略,可以提高PCR反应的特异性、灵敏度和准确性。
PCR引物设计范文PCR(聚合酶链反应)是一种快速、敏感和精确的基因扩增技术,已在分子生物学领域得到广泛应用。
PCR引物设计是PCR实验的关键步骤之一,合理设计的引物可以确保特异性扩增目标序列,并提高PCR的效率和成功率。
本文将讨论PCR引物设计的原理、策略和工具。
PCR引物设计的基本原理是通过寻找目标序列特异性区域,设计长度约为20-30个核苷酸的引物对,以特异性地扩增目标序列。
引物设计过程中需要考虑以下几个方面的因素:引物长度、GC含量、引物二聚体和自相互二聚体、特异性和特征序列。
首先,引物长度应在20-30个核苷酸左右,一般选择长度为18-25个核苷酸。
引物过短可能导致非特异性扩增,引物过长可能会影响PCR扩增效率。
其次,GC含量是指引物中GC碱基的百分比。
引物中的GC含量应在40-60%之间,GC含量过高或过低都可能导致非特异性扩增或低扩增效率。
高GC含量引物有助于引物与目标序列的稳定结合,但也容易引起引物二聚体形成。
低GC含量引物则增加了引物的特异性和稳定性。
引物二聚体和自相互二聚体是指引物之间或引物自身形成的二聚体结构。
这些结构会影响PCR扩增效率和特异性。
引物设计时需要避免引物二聚体和自相互二聚体的形成。
一种常用的方法是使用在线工具进行计算和分析。
特异性是指引物能够特异性地与目标序列结合并扩增,不与非目标序列结合。
特异性验证是引物设计的关键步骤之一、可以通过BLAST分析,在数据库中比对引物序列,以确保引物特异性。
此外,还可以进行聚合酶链反应的温度梯度试验来检查引物特异性。
在PCR引物设计中,还可以使用一些在线工具和软件来辅助引物设计。
一些常用的工具包括Primer3、OligoAnalyzer等。
这些工具可以根据输入的目标序列自动设计引物,并同时提供一系列引物参数的分析和评估。
对于复杂的目标序列设计,还可以使用引物库策略。
引物库是一种引物设计的集合,可以提高目标序列扩增的成功率。
PCR引物设计原则之个人心得篇
记得当初写本科论文,感到不知道讨论什么问题好。
愣是写了一大段的PCR条件摸索的讨论。
后来PCR成为实验最基本的一步了,但是发现在PCR中还是有许多需要注意的地方。
PCR的第一步就是引物设计了。
引物设计需要注意的地方很多,在大多数情况下,我们都是在知道已知模板序列时进行PCR扩增的。
在某些情况比如构建文库的时候也会在不知道模板序列的情况下进行设计。
这个时候随机核苷酸序列就与模板不是完全匹配。
我们通常指的设计引物都是在已知模板序列的情况下进行。
设计的目的是在两个目标间取得平衡:扩增特异性和扩增效率。
引物分析软件将试图通过使用每一引物设计变化的预定值在这两个目标间取得平衡。
设计引用有一些需要注意的基本原理:
①引物长度
一般引物长度为18~30碱基。
总的说来,决定引物退火温度(Tm值)最重要的因素就是引物的长度。
有以下公式可以用于粗略计算引物的退火温度。
在引物长度小于20bp时:[4(G+C)+2(A+T)]-5℃
在引物长度大于20bp时:62.3℃+0.41℃(%G-C)-500/length-5℃
另外有许多软件也可以对退火温度进行计算,其计算原理会各有不同,因此有时计算出的数值可能会有少量差距。
为了优化PCR反应,使用确保退火温度不低于54℃的最短的引物可获得最好的效率和特异性。
总的说来,每增加一个核苷酸引物特异性提高4倍,这样,大多数应用的最短引物长度为18个核苷酸。
引物长度的上限并不很重要,主要与反应效率有关。
由于熵的原因,引物越长,它退火结合到靶DNA上形成供DNA聚合酶结合的稳定双链模板的速率越小。
②GC含量
一般引物序列中G+C含量一般为40%~60%,一对引物的GC含量和Tm值应该协调。
若是引物存在严重的GC倾向或AT倾向则可以在引物5’端加适量的
A、T或G、C尾巴。
③退火温度
退火温度需要比解链温度低5℃,如果引物碱基数较少,可以适当提高退火温度,这样可以使PCR的特异性增加;如果碱基数较多,那么可以适当减低退火温度,是DNA双链结合。
一对引物的退火温度相差4℃~6℃不会影响PCR 的产率,但是理想情况下一对引物的退火温度是一样的,可以在55℃~75℃间变化。
④避免扩增模板的二级结构区域
选择扩增片段时最好避开模板的二级结构区域。
用有关计算机软件可以预测估计目的片段的稳定二级结构,有助于选择模板。
实验表明,待扩区域自由能(△G)小于58.6lkJ/mol时,扩增往往不能成功。
若不能避开这一区域时,用7-deaza-2’-脱氧GTP取代dGTP对扩增的成功是有帮助的。
⑤与靶DNA的错配
当被扩增的靶DNA序列较大的时候,一个引物就有可能与靶DNA的多个地方结合,造成结果中有多个条带出现。
这个时候有必要先使用BLAST软件进行检测,网址:/BLAST/。
选择Align two sequences (bl2seq),如下图
BLAST的使用方法也十分简单,如下图所示。
将引物序列粘贴到1区,将靶DNA序列粘贴到2区,这两者可以互换的,并且BLAST会计算互补、反义链等多种可能,所以不需要用户注意两条链是否都是有义链。
如果知道序列在数据库中的GI号也可以直接输入GI号,这样就不用粘贴一大段的序列了。
最后在3处点击Align就可以查看引物在靶DNA中是否有多个同源位点了。
可是使用BLAST还是有其不方便的地方。
因为它一次只能比较两条序列,那么一对引物就需要分开进行比对。
如果存在错配,还需要自己计算由于错配形成的片段长度有多大。
在下一篇中将介绍一个软件,可以直接将靶DNA和引物输入对产物片段进行预测。
⑥引物末端
引物3’端是延伸开始的地方,因此要防止错配就从这里开始。
3’端不应超过3个连续的G或C,因这样会使引物在G+C富集序列区错误引发。
3′端也不能有形成任何二级结构可能,除在特殊的PCR(AS-PCR)反应中,引物3′端不能发生错配。
如扩增编码区域,引物3′端不要终止于密码子的第3位,因密码子的第3位易发生简并,会影响扩增特异性与效率。
⑦引物的二级结构
引物自身不应存在互补序列,否则引物自身会折叠成发夹状结构,这种二级结构会因空间位阻而影响引物与模板的复性结合。
若用人工判断,引物自身连续互补碱基不能大于3bp。
两引物之间不应该存在互补性,尤应避免3′端的互补重叠以防引物二聚体的形成。
一般情况下,一对引物间不应多于4个连续碱基的同源性或互补性。
⑧为了下一步操作而产生的不完全匹配
5’端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、Eu3+等;引入蛋白质结合DNA序列;引入突变位点、插入与缺失突变序列和引入一启动子序列等。
额外的碱基或多或少会影响扩增的效率,还加大引物二聚体形成的几率,但是为了下一步的操作就要作出适当的“牺牲”。
很多时候PCR只是初步克隆,之后我们还需要将目的片段亚克隆到各种载体上,那么就需要在PCR这个步骤为下一步的操作设计额外的碱基。
以下总结一些为了亚克隆所要设计的序列。
a 添加限制性内切酶酶切位点
添加酶切位点是将PCR产物进行亚克隆使用得最多的手段。
一般酶切位点是六个碱基,另外在酶切位点的5’端还需要加2~3个保护碱基。
但是不同的酶需要的保护碱基数目是不相同的,例如:SalⅠ不需要保护碱基,EcoRⅤ需要1个,NotⅠ需要2个,Hind Ⅲ 3个。
其中,在原核表达设计引物时还有一些小技巧,大家可以参考:《原核表达之实验前的分析》。
里面一些规则是所有表达都通用的。
有一种做法是在进行PCR反应的同时进行酶切,这样就需要注意一些内切酶在PCR反应中的酶切反应率,见附录。
不过这种方法虽然方便但并不推荐。
有时候,就是把PCR产物回收后酶切再与载体连接效果都不尽理想,同步进行会使出现问题的原因变得更加复杂。
一旦出现问题,分析起来更麻烦。
b LIC添加尾巴
LIC的全称是Ligation-Independent cloning,它是Navogen公司专门为其部分的pET载体而发明的一种克隆方法。
用LIC 法制备的pET 载体有不互补的12–15 碱基单链粘端,与目的插入片段上相应粘端互补。
扩增目的插入片段的引物5'序列要与LIC载体互补。
T4 DNA 聚合酶的3'→5'外切活性经短时间即可在插入片段上形成单链粘端。
由于只能由制备好的插入片段和载体互相退火形成产物,这种方法非常快速高效,而且为定向克隆。
c 定向TA克隆添加尾巴
在T载体刚出的时候大家都拍手称赞,真是方便,哪个小子脑子这么聪明想出来的。
但是后来人们发现TA克隆无法将片段定向克隆到载体中,所以后来Invitrogen推出了可以定向克隆的载体,它的一端含有四个突出的碱基GTGG。
因此在PCR引物设计时也要相应的加上与之互补的序列,这样片段就可以“有方向”了。
d In-Fusion克隆方法
这项技术是Clontech还属于BD的时候推出的,2004年在生物通可着实风光了一把,不但当选年度创新试剂还被大家投票为最受大家欢迎的试剂。
此技术就其步骤来说是及其方便的,不需连接酶,不需长时间的反应。
只要在设计引物的时候引入一段线性化载体两端的序列,然后将PCR产物和线性化的载体加入到含有BSA的In-Fusion酶溶液中,在室温下放置半个小时就可以进行转化了。
这种方法特别适合大批量的转化。
这里顺便提一下如果有什么技术给大家留下深刻影响,欢迎大家发email推荐给生物通。
说不定你的推荐可以让它成为年度之星呢。
如果要加入额外的碱基总是或多或少会影响到整个PCR反应,比如在加入NotⅠ的酶切位点后整个引物的退火温度就会直线上升(它识别的是8个碱基,且全为GC),这样使另外一个引物的设计变得十分困难,因为一对引物间退火温度相差不宜太远。
因此上面提到许多设计原则在实际应用中往往难以做到都符合。
在碰
到这些情况的时候,我们只能秉着“实践是检验真理的唯一标准”这一原则,要试一试才能知道能否行得通了。
(生物通谢菲)
生物通:/newsf/2006-4/2006429175034.htm。