荧光定量PCR引物设计原则.

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荧光定量引物设计原则

荧光定量引物设计原则

荧光定量引物设计原则 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020引物的具体设计要求:1.引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。

最好位于编码区5’端的300-400bp区域内,可以用DNAman,Alignment 软件看看结果。

2. 产物不能形成二级结构(自由能小于mol)。

3.引物长度一般在17-25碱基之间,上下游引物不能相差太大。

+C含量在40%~60%之间,45-55%最佳。

5.碱基要随机分布,尽量均匀。

6.引物自身不能有连续4个碱基的互补。

7.引物之间不能有连续4个碱基的互补。

8.引物5′端可以修饰。

′端不可修饰,而且要避开AT,GC rich的区域,避开T/C,A/G连续结构(2-3个)。

10. 引物3′端要避开密码子的第3位。

11.引物整体设计自由能分布5‘端大于3’端,且3‘端自由能最好小于9KJ/mol。

可用oligo 6 软件进行比对看结果的情况。

12.做荧光定量产物长度80-150bp最好,最长是300bp.13.引物设计避免DNA污染,最好跨外显子接头区。

14.引物与非特异性扩增序列的同源性最好小于70%或者有8个互补碱基同源。

15.查看有无假基因的存在。

假基因就是无功能的DNA序列,与需要扩增的目的片段长度相似。

值在58-62度之间。

17.引物设计的软件Primer 有专门针对荧光的。

用染料做荧光定量不如探针特异性好,具体操作一下就知道了!可以多定几对引物,免得摸条件浪费时间和金钱!试剂很贵的!荧光定量PCR引物设计原则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。

荧光定量pcr引物设计原则

荧光定量pcr引物设计原则

1.引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。

最好位于编码区5’端的300-400bp区域内,可以用DNAman,Alignment 软件看看结果。

2. 产物不能形成二级结构(自由能小于58.61KJ/mol)。

3.引物长度一般在17-25碱基之间,上下游引物不能相差太大。

4.G+C含量在40%~60%之间,45-55%最佳。

5.碱基要随机分布,尽量均匀。

6.引物自身不能有连续4个碱基的互补。

7.引物之间不能有连续4个碱基的互补。

8.引物5′端可以修饰。

9.3′端不可修饰,而且要避开AT,GC rich的区域,避开T/C,A/G连续结构(2-3个)。

10. 引物3′端要避开密码子的第3位。

11.引物整体设计自由能分布5‘端大于3’端,且3‘端自由能最好小于9KJ/mol。

可用oligo 6 软件进行比对看结果的情况。

12.做荧光定量产物长度80-150bp最好,最长是300bp.13.引物设计避免DNA污染,最好跨外显子接头区。

14.引物与非特异性扩增序列的同源性最好小于70%或者有8个互补碱基同源。

15.查看有无假基因的存在。

假基因就是无功能的DNA序列,与需要扩增的目的片段长度相似。

16.TM值在58-62度之间。

17.引物设计的软件Primer 5.0 有专门针对荧光的。

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。

荧光定量PCR引物设计

荧光定量PCR引物设计
NCBI 设计引物网址:
Novobio Proprietary & Confidential
Primer blast
输入基因号或FASTA序列
定义引物的范围
(举例:针对长3k的基因,若扩增1000-1050的范围, 则可填入
Forward – 1 to 1000, Reverse – 1050 to 3000
2 beacon Designer 设计qPCR引物
专业的定量PCR设计软件:beacon Designer 2 设计引物
3 qPCR引物特异性验证
1、 进入网页: 2、 点击Basic BLAST 中的nucleotide blast 选项
The end ! Thank you!
荧光定量PCR引物设计(SYBR@Green)
引物要求: (1)设计的时候尽量靠近基因的3'端,这样能最大限度地保证扩增效率 (2)尽量跨越内含子,这样可以保证检测有无基因组污染 (3)两条引物的Tm值不要相差太大 (4)产物长度保证在80~200bp之间,最长300 bp。 (5)避开保守区域
1. NCBI Primer blast
选择1 - 无所谓 选择2 - 必须跨不同Exon 选择3 - 可以不跨Exon
勾选时表示两条引物之间必须包括一个以上的Intron (当以基因组DNA为模板时)
Novobio Proprietary & Confidential
Primer blast
勾选时表示要检测引 物的特异性
填入要比较的物种 (可输入通用名,如 human/mouse/rat/rab bit 当需要同时比较多物 种时,点击”Add more organisms”
Novobio Proprietary & Confidential

PCR引物设计原理及原则

PCR引物设计原理及原则

PCR引物设计原理及原则PCR引物设计是聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)的关键步骤之一、PCR引物是指PCR扩增反应中作为起始材料的两个DNA片段,通常是20-30个碱基对长的寡核苷酸序列。

PCR引物设计的目的是选择合适的引物序列,以实现特定DNA序列的扩增。

1.特异性:PCR引物应该非常特异地与目标序列相互作用,不与其他非特异性的序列发生非特异性的扩增反应。

为了实现特异性,引物序列应该在目标序列上具有高度互补性,但是在非特异性序列上没有互补性。

2.合适的长度:PCR引物的长度在20-30个碱基对之间,较短的引物可能无法特异性地与目标序列结合,而较长的引物可能导致PCR反应的效率降低。

3.避免结构性:PCR引物设计中应避免引物之间或引物与模板之间的二级结构形成。

二级结构会干扰PCR反应的进行,降低扩增效率。

4.避免引物间杂交:在PCR反应中,通过引物间的相互作用引发的非特异性扩增会干扰特异性扩增的结果。

因此,在设计PCR引物时,需要避免引物间的互补性。

1.选择位于目标序列上的合适区域进行扩增,通常选择区域位于目标序列上游和下游的相对保守区域。

这样可以确保PCR引物的特异性和稳定性。

2.引物应具有一定的GC含量,一般在40%-60%之间,过低的GC含量会降低PCR反应的特异性和稳定性。

3.引物的两端不应含有重复序列,这样可以避免模板序列的间断扩增。

4.引物的两端应该有相对稳定的酮基或磷酸基,这样可以提高引物的稳定性,确保特异性扩增。

5.避免引物的自身互补性,以防止引物间的二级结构形成。

引物的互补性会干扰PCR反应的进行。

6.引物应避免在末端存在带有杂质的碱基,因为这可能会导致扩增产物的杂交和二级结构形成。

7.引物序列应尽量避开重复序列、富含AT或GC的序列、高度变异的区域和基因座之间的序列相似性较高的区域。

8.引物设计应考虑到引物长度、温度和浓度的相互配合,以保证对目标序列的特异性扩增。

定量PCR引物探针设计原则

定量PCR引物探针设计原则

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。

PCR引物设计的原则引物设计有3条基本原则:首先引物与模板的序列...

PCR引物设计的原则引物设计有3条基本原则:首先引物与模板的序列...

PCR引物设计的原则引物设计有3 条基本原则:首先引物与模板的序列要紧密互补,其次引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构,再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA 聚合反应(即错配)。

具体实现这3 条基本原则需要考虑到诸多因素,如引物长度(primer length),产物长度(product length),序列Tm 值(melting temperature),引物与模板形成双链的内部稳定性(internal stability, 用∆G 值反映),形成引物二聚体(primer dimer)及发夹结构(duplex formation and hairpin)的能值,在错配位点(false priming site)的引发效率,引物及产物的GC 含量(composition),等等。

必要时还需对引物进行修饰,如增加限制性内切酶位点,引进突变等。

根据有关参考资料和笔者在实践中的总结,引物设计应注意如下要点:1. 引物的长度一般为15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,不适于Taq DNA 聚合酶进行反应[2]。

2. 引物序列在模板内应当没有相似性较高,尤其是3’端相似性较高的序列,否则容易导致错配。

引物3’端出现3 个以上的连续碱基,如GGG 或CCC,也会使错误引发机率增加[2]。

3. 引物3’端的末位碱基对Taq 酶的DNA 合成效率有较大的影响。

不同的末位碱基在错配位置导致不同的扩增效率,末位碱基为A 的错配效率明显高于其他3 个碱基,因此应当避免在引物的3’端使用碱基A[3][4]。

另外,引物二聚体或发夹结构也可能导致PCR 反应失败。

5’端序列对PCR 影响不太大,因此常用来引进修饰位点或标记物[2]。

4. 引物序列的GC 含量一般为40-60%,过高或过低都不利于引发反应。

上下游引物的GC含量不能相差太大[2][5]。

5. 引物所对应模板位置序列的Tm 值在72℃左右可使复性条件最佳。

定量PCR引物探针设计原则完整版

定量P C R引物探针设计原则Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】定量PCR引物、探针设计原则自90年代Taqman探针诞生以来,虽然荧光探针(引物)不断有新的技术出现,但是作为一种经典的定量PCR技术,Taqman探针技术仍然是许多实验研究人员进行定量检测的首选,这主要是因为相对于SYBR荧光染料,Taqman探针具有序列特异性,只结合到互补区,而且荧光信号与扩增的拷贝数具有一一对应的关系,因此特异性强灵敏度高,而且条件优化容易;而相对于杂交探针,Taqman探针只要设计一条探针,因此探针设计较便宜方便,而且也能完成基本的定量PCR 要求。

当然Taqman定量方法由于还是要合成探针,也给实验操作带来了挑战。

一般Taqman定量PCR实验过程为:目的基因查找比对→探针与引物设计→探针与引物合成→配置反应体系→反应参数→重复实验,优化条件→获得曲线数据,比对标准曲线→再重复验证。

第一步:在第一步目的基因查找比对过程中可以利用NCBIgenbank序列以及DNAstar等软件完成目的DNA或者RNA的查找与比对——这在分析测序报告的时候相信很多人操作过,这一步需要注意的就是要保证所分析的序列在一个contig(重叠群,即染色体的一些区域中毗邻DNA片段重叠的情况)内。

第二步:如果其它条件一致,那么这个第二步——引物探针的设计就可以说是定量PCR成败的关键了,通过各方面经验的总结有以下几个基本的原则:总体原则先选择好探针,然后设计引物使其尽可能的靠近探针。

所选序列应该高度特异,尽量选择具有最小二级结构的扩增片段——这是因为二级结构会影响反应效率,而且还会阻碍酶的扩增。

建议先进行二级结构检测,如果不能避免二级结构,那么就要相应提高退火温度。

扩增长度应不超过400bp,理想的最好能在100-150bp内,扩增片段越短,有效的扩增反应就越容易获得。

定量PCR引物探针设计原则

定量P C R引物探针设计原则TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】定量P C R引物、探针设计原则自90年代Taqman探针诞生以来,虽然荧光探针(引物)不断有新的技术出现,但是作为一种经典的定量PCR技术,Taqman探针技术仍然是许多实验研究人员进行定量检测的首选,这主要是因为相对于SYBR荧光染料,Taqman探针具有序列特异性,只结合到互补区,而且荧光信号与扩增的拷贝数具有一一对应的关系,因此特异性强灵敏度高,而且条件优化容易;而相对于杂交探针,Taqman探针只要设计一条探针,因此探针设计较便宜方便,而且也能完成基本的定量PCR要求。

当然Taqman定量方法由于还是要合成探针,也给实验操作带来了挑战。

一般Taqman定量PCR实验过程为:目的基因查找比对→探针与引物设计→探针与引物合成→配置反应体系→反应参数→重复实验,优化条件→获得曲线数据,比对标准曲线→再重复验证。

第一步:在第一步目的基因查找比对过程中可以利用NCBI genbank序列以及DNAstar 等软件完成目的DNA或者RNA的查找与比对——这在分析测序报告的时候相信很多人操作过,这一步需要注意的就是要保证所分析的序列在一个contig(重叠群,即染色体的一些区域中毗邻DNA片段重叠的情况)内。

第二步:如果其它条件一致,那么这个第二步——引物探针的设计就可以说是定量PCR成败的关键了,通过各方面经验的总结有以下几个基本的原则:总体原则先选择好探针,然后设计引物使其尽可能的靠近探针。

所选序列应该高度特异,尽量选择具有最小二级结构的扩增片段——这是因为二级结构会影响反应效率,而且还会阻碍酶的扩增。

建议先进行二级结构检测,如果不能避免二级结构,那么就要相应提高退火温度。

扩增长度应不超过400bp,理想的最好能在100-150bp内,扩增片段越短,有效的扩增反应就越容易获得。

荧光定量PCR技术的使用中常见问题

荧光定量PCR技术的使用中常见问题引言:荧光定量PCR技术作为一种高效、灵敏和准确的基因定量方法,广泛应用于分子生物学、医学诊断、环境监测等领域。

然而,在使用荧光定量PCR技术的过程中,常常会遇到一些问题和挑战。

本文将就荧光定量PCR技术的使用中常见问题进行探讨和解答,旨在帮助读者更好地应对和解决实验中的困惑。

一、引物设计问题1. 引物设计原则荧光定量PCR实验的关键是引物的设计。

引物应具备特异性、高度选择性以及适当的配对特性,以确保PCR反应的准确性和灵敏度。

引物设计建议遵循以下原则:- 引物长度:一般选择长度在18-30个碱基对之间。

- 碱基组成:应尽量避免引物末端含有连续的鸟嘌呤(G)或鸟嘧啶(C)。

- 碱基序列:引物两端应该尽量避免含有重复的碱基序列,以防止不特异扩增。

- 温度计算:引物的Tm(解离温度)应该在50-60摄氏度之间,同时引物间的Tm差异应不大于5摄氏度。

2. 引物设计工具引物设计可以利用一些在线引物设计工具,如Primer3、NCBI Primer-BLAST 等。

这些工具能够根据用户提供的序列信息,自动生成符合上述引物设计原则的引物。

二、荧光探针选择和优化1. 探针选择荧光定量PCR常用的探针有TaqMan探针、Molecular beacon探针等。

选择合适的探针取决于实验需要和目标基因的特点。

TaqMan探针适用于高度特异性检测,而Molecular beacon探针则适用于检测低浓度的目标序列。

2. 探针的优化为了提高PCR反应的灵敏度和特异性,有时需要对探针进行优化。

以下是一些优化探针的建议:- 探针浓度优化:需根据实验条件和目标基因的特性进行探针浓度的优化。

- 探针长度:一般探针的长度限制在15-30个碱基对之间。

三、荧光定量PCR反应体系问题1. 反应体系的组成荧光定量PCR反应体系基本组成包括:模板DNA、引物、荧光探针、聚合酶、缓冲液和核苷酸等。

其中,重要的是要根据实验需要和试剂盒的要求确定各组分的浓度。

PCR引物设计原理及原则

PCR引物设计原理及原则PCR引物设计是指在聚合酶链反应(PCR)中使用的引物的设计过程。

PCR引物起到了在PCR扩增过程中特异性识别和引导DNA复制反应的作用。

因此,PCR引物的设计直接影响PCR反应的成功与否。

以下是PCR引物设计的原理及原则。

一、PCR引物设计的原理1.引物长度:引物的长度通常为18-25个碱基对。

引物过短可能导致非特异性引物结合,引物过长可能导致反应条件不佳。

较长引物(20-25个碱基对)通常用于扩增目标DNA较长的片段,而较短引物(18-20个碱基对)通常用于扩增较短的目标DNA片段。

2.引物序列:引物的序列应与目标DNA序列互补,以确保引物与模板DNA的特异性结合。

引物序列应尽量避免重复序列或序列中的碱基。

此外,引物序列的催化部位(3'端)应该具有高度的特异性与模板DNA序列匹配,以确保PCR反应的特异性。

3.引物的Tm值:引物的Tm值是指反应温度下引物和目标DNA序列的熔解温度。

引物的Tm值应相似,通常在56-64℃之间,以保证引物与目标DNA序列结合的特异性和稳定性。

4.引物的GC含量:引物的GC含量对PCR反应的效率和特异性有重要影响。

引物的GC含量应控制在40-60%之间,过高或过低的GC含量可能导致引物结合能力不佳。

二、PCR引物设计的原则1.引物特异性:引物应与目标DNA序列的特异区域互补,以确保特异性扩增。

在设计引物时,应避免引物与非目标序列互补或有任何交叉杂交现象。

2.引物长度:引物长度通常为18-25个碱基对,过短或过长的引物可能导致PCR反应效果不佳。

3.引物序列中避免重复序列:引物序列中避免过多的重复序列,以免引发非特异性引物结合。

4.引物催化部位特异性:引物的催化部位(3'端)应具有高度的特异性与模板DNA序列匹配,以确保PCR反应的特异性。

5.引物的Tm值匹配:引物的Tm值应相似,通常在56-64℃之间,以确保引物在反应温度下与模板DNA序列结合的稳定性。

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1.引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。

最好位于编码区5’端的300-400bp区域
内,可以用DNAman,Alignment 软件看看结果。

2. 产物不能形成二级结构(自由能小于58.61KJ/mol)。

3.引物长度一般在17-25碱基之间,上下游引物不能相差太大。

4.G+C含量在40%~60%之间,45-55%最佳。

5.碱基要随机分布,尽量均匀。

6.引物自身不能有连续4个碱基的互补。

7.引物之间不能有连续4个碱基的互补。

8.引物5′端可以修饰。

9.3′端不可修饰,而且要避开AT,GC rich的区域,避开T/C,A/G连续结构(2-3个)。

10. 引物3′端要避开密码子的第3位。

11.引物整体设计自由能分布5‘端大于3’端,且3‘端自由能最好小于9KJ/mol。

可用oligo 6 软件进行比对看结果的情况。

12.做荧光定量产物长度80-150bp最好,最长是300bp.
13.引物设计避免DNA污染,最好跨外显子接头区。

14.引物与非特异性扩增序列的同源性最好小于70%或者有8个互补碱基同源。

15.查看有无假基因的存在。

假基因就是无功能的DNA序列,与需要扩增的目的片段长
度相似。

16.TM值在58-62度之间。

17.引物设计的软件Primer 5.0 有专门针对荧光的。

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 Ⅲ3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。

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。

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。

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