PCR引物设计
8大原则
目的
//引物设计的目的
寻找到一对合适的核苷酸片段,以确保其能够高质量地扩增模板DNA序列(目的gene)。因此,引物的质量对于PCR的特异性和实验的成功与否起着关键作用。
8大引物原则
原则1
确保引物的特异性:为确保PCR扩增的特异性,引物与非特异扩增序列的同源性不要超过70%或有连续8个互补碱基同源。
原则2
选择合适的引物长度:寡核苷酸引物长度为15~30bp,一般为20~27mer。引物的有效长度: Ln=2 (G+C)+(A+T),Ln值能大于38,因为>38时, zui适延伸温度会超过TaDNA聚合酶的zui适温度(74℃),因此无法确保产物的特异性。
原则3
确保产物不会形成二级结构:确保产物不会形成二级结构某些引物无效的主要原因是引物重复区DNA二级结构的影响。在选择扩增片段时,尽量避开二级结构区域。通过利用相关计算机软件判断mRNA的稳定二级结构,有助于优化模板的选择。
原则4
确保碱基的随机分布:在引物设计中,四种碱基的分布应保持随机性,避免出现聚嘌呤或聚嘧啶的现象。需特别注意,3’ 端连续的G或C数量不应超过3个,因为这样可能导致引物在G+C富集序列区发生错误引发。
原则5
确保G+C含量的合理性:G+C含量一般控制在40%~60%的范围内较为合适。其Tm值是寡核苷酸的解链温度,即在一定盐浓度条件下,50%寡核苷酸双链解链的温度。有效启动温度通常比Tm值高出5~10° C。根据公式Tm=4(G+C)+(A+T)计算引物的Tm值,则有效引物的Tm范围为55~80℃。为使复性条件达到zui佳,引引物的Tm值宜接近72℃。
原则6
原则7
引物5’端可修饰/3’端不可修饰:引物的5’端限定了PCR产物的长度,但对扩增特异性影响较小。因此,对其进行修饰并不会影响扩增的特异性。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小段启动子序列等。
引物延伸始于3’端,不能对其进行任何修饰。此外,3’端不应存在形成二级结构的可能性。除了在特殊的PCR(AS-PCR)反应中引物3’端不能发生错配。
原则8
确保引物3’端避开密码子的第3位:引物的3’端应避开终止于密码子的第3位,因为密码子的第3位容易发生简并,这会对扩增的特异性和效率产生影响。
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