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PCR 引物設計的原則和要點

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-06-28

引物設計有3 條基本原則:首先引物與模板的序列要緊密互補,其次引物與引物之間避免形成穩定的二聚體或發夾結構,再次引物不能在模板的非目的位點引發DNA 聚合反應(即錯配)。引物設計應注意如下要點:

1 引物的長度一般為15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不應大于38,因為過長會導致其延伸溫度大于74℃,不適于Taq DNA 聚合酶進行反應。

2 引物序列在模板內應當沒有相似性較高,尤其是3’端相似性較高的序列,否則容易導致錯配。引物3’端出現3 個以上的連續堿基,如GGG 或CCC,也會使錯誤引發機率增加[2]。

3 引物3’端的末位堿基對Taq 酶的DNA 合成效率有較大的影響。不同的末位堿基在錯配位置導致不同的擴增效率,末位堿基為A 的錯配效率明顯高于其他3 個堿基,因此應當避免在引物的3’端使用堿基A[3][4]。另外,引物二聚體或發夾結構也可能導致PCR 反應失敗。5’端序列對PCR 影響不太大,因此常用來引進修飾位點或標記物[2]。

4 引物序列的GC 含量一般為40-60%,過高或過低都不利于引發反應。上下游引物的GC含量不能相差太大。

5 引物所對應模板位置序列的Tm 值在72℃左右可使復性條件最佳。Tm 值的計算有多種方法,如按公式Tm=4(G C)+2(A T),在Oligo 軟件中使用的是最鄰近法(the nearest neighbor method)。

6 ∆G 值是指DNA 雙鏈形成所需的自由能,該值反映了雙鏈結構內部堿基對的相對穩定性。應當選用3’端∆G 值較低(絕對值不超過9),而5’端和中間∆G 值相對較高的引物。引物的3’端的∆G 值過高,容易在錯配位點形成雙鏈結構并引發DNA 聚合反應[6]。

7 引物二聚體及發夾結構的能值過高(超過4.5kcal/mol)易導致產生引物二聚體帶,并且降低引物有效濃度而使PCR 反應不能正常進行[8]。

8 對引物的修飾一般是在5’端增加酶切位點,應根據下一步實驗中要插入PCR 產物的載體的相應序列而確定。


 
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