引物(primers):
引物是人工合成的兩段寡核苷酸序列,一個(gè)引物與感興趣區域一端的一條DNA模板鏈互補,另一個(gè)引物與感興趣區域另一端的另一條DNA模板鏈互補。引物的重要性:在整個(gè)PCR體系中,引物占有十分重要的地位。
引物的重要性:
在整個(gè)PCR體系中, 引物占有十分重要的地位。PCR的特異性要求引物與靶DNA特異結合,不與其他非目的DNA結合,PCR的靈敏性要求DNA聚合酶能對引物進(jìn)行有效的延伸,可見(jiàn)引物設計好壞與PCR結果密切相關(guān)。
引物設計原則:
1. 引物長(cháng)度
一般為15-30個(gè)核苷酸,在做長(cháng)片段PCR或做某些特殊的PCR時(shí)應使用較長(cháng)的引物,但最多不超過(guò)50個(gè)核苷酸。
2. 堿基分布的均衡性
同一堿基連續出現不應超過(guò)5個(gè);GC含量一般40-60%;GC含量太低導致引物Tm值較低,使用較低的退火溫度不利于提高PCR的特異性;GC含量太高也易于引發(fā)非特異擴增。
3. 引物Tm值
一般要求:55℃~65℃。
計算:
對于低于20個(gè)堿基的引物,Tm值可根據Tm=4(G C) 2(A T)來(lái)粗略估算;
對于較長(cháng)引物,Tm值則需要考慮熱動(dòng)力學(xué)參數,從“最近鄰位”的計算方式得到,這也是現有的引物設計軟件最常用的計算方式。
Tm = △H/(△ S R * ln (C/4)) 16.6 log ([K ]/(1 0.7 [K ])) - 273.15
引物二級結構:
引物二聚體,盡可能避免兩個(gè)引物分子之間3’端有有較多堿基互補。
發(fā)夾結構:
尤其是要避免引物3’端形成發(fā)夾結構,否則將嚴重影響DNA聚合酶的延伸。
引物3’端:
引物的延伸從3’端開(kāi)始,因此3’端的幾個(gè)堿基與模板DNA均需嚴格配對,不能進(jìn)行任何修飾,否則不能進(jìn)行有效的延伸,甚至導致PCR擴增完全失敗??紤]到密碼子的簡(jiǎn)并性,引物3’端最后一個(gè)堿基最好不與密碼子第三個(gè)堿基配對。
引物5’端:
引物5’端可以有與模板DNA不配對堿基,在5’端引入一段非模板依賴(lài)性序列。
5’端加上限制性核酸內切酶位點(diǎn)序列(酶切位點(diǎn)5’端加上適當數量的保護堿基)。
5’端的某一位點(diǎn)修改某個(gè)堿基,人為地在產(chǎn)物中引入該位點(diǎn)的點(diǎn)突變以作研究。
5’端標記放射性元素或非放射性物質(zhì)(如生物素、地高辛等)。
引物的內部穩定性:
過(guò)去認為,引物3’端應牢牢結合在模板上才能有效地進(jìn)行延伸,故3’端最好為G或C。
現在的觀(guān)點(diǎn)認為,引物的5’端應是相對穩定結構,而3’端在堿基配對的情況下最好為低穩定性結構,即3’端盡可能選用A或T,少用G或C。
僅僅3’端幾個(gè)堿基與非特異位點(diǎn)上的堿基形成的低穩定性結構是難以有效引發(fā)引物延伸的。
如果3’端為富含G、C的結構,只需3’端幾個(gè)堿基與模板互補結合,就可能引發(fā)延伸,造成假引發(fā)。
引物的保守性與特異性
保守性:通用引物——檢測同一類(lèi)病原微生物盡可能多的型別;
特異性:避免非特異性擴增。