PCR試劑盒試驗引物設(shè)計的原則
聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)是在體外進行的由引物介導(dǎo)的酶促DNA擴增反應(yīng)。PCR的原理是在模板DNA、PCR引物、四種脫氧核糖核苷酸(dNTP)及適當濃度的Mg2+存在的條件下,依賴于DNA聚合酶的體外酶促合成反應(yīng)。兩個引物分別位于靶序列兩端,同兩條模板的3’端互補,由此限定擴增片段。PCR反應(yīng)由一系列的變性→退火→延伸反復(fù)循環(huán)構(gòu)成,即在高溫下模板雙鏈DNA變性解鏈,然后在較低溫度下同過量引物退火,再在適中溫度下由DNA聚合酶催化進行延伸。理論上,經(jīng)過N次循環(huán)可使特定片段擴增到2n-1,考慮到擴增效率達不到100%,所以通常經(jīng)25到30次循環(huán)可擴增到106倍,足夠后續(xù)實驗展開。
PCR反應(yīng)中有兩條引物,即5′端引物和3′引物。設(shè)計引物時以一條DNA單鏈為基準(常以信息鏈為基準),5′端引物與位于待擴增片段5′端上的一小段DNA序列相同;3′端引物與位于待擴增片段3′端的一小段DNA序列互補。
引物設(shè)計的原則:
1、引物長度:一般為15-30bp,常用的是18-27bp,但不能大于38,因為過長會導(dǎo)致其延伸溫度大于74℃,即Taq酶的最適溫度。
2、引物的特異性:引物與非特異擴增序列的同源性不要超過70%或有連續(xù)8個互補堿基同源。
3、序列Tm值:引物的Tm值一般控制在55-60度, 盡可能保證上下游引物的Tm值一致,一般不超過2度。退火溫度=4×(G+C)+2×(A+T)-(5~8)
4、G+C含量:有效引物中(G+C)的比例為40-60%,過高或過低都不利于引發(fā)反應(yīng)。上下游引物的GC含量不能相差太大。
5、引物的3′端:引物的延伸是從3′端開始的,不能進行任何修飾;引物3’端的堿基一般不用A,因為A在錯誤引發(fā)位點的引發(fā)效率相對比較高; 引物間3’端的互補、二聚體或發(fā)夾結(jié)構(gòu)也可能導(dǎo)致PCR反應(yīng)失敗
6、引物的5′端:引物的5′端限定著PCR產(chǎn)物的長度,它對擴增特異性影響不大。因此,可以被修飾而不影響擴增的特異性。引物5′端修飾包括:加酶切位點;標記生物素、熒光、地高辛、Eu3+等;引入蛋白質(zhì)結(jié)合DNA序列;引入突變位點、插入與缺失突變序列和引入一啟動子序列等。