引物设计的几点重要原则
引物设计的几点重要原则

引物设计的几点重要原则引物设计是一项关乎实验成功与否的重要环节,它不仅有助于提高实验的可重复性和准确性,还能够节约时间和资源。
以下是引物设计的几个重要原则:1.特异性:引物设计的首要原则是确保引物的特异性。
引物应该能够与目标序列的唯一区域进行特异性结合,而不会与其他非目标序列发生非特异性结合。
为了实现特异性,可以通过保守区域的选择和引物长度的设计来提高引物的特异性。
此外,还需使用类似BLAST等的软件来检测引物的特异性。
2.稳定性:引物的稳定性是保证实验成功的另一个关键因素。
引物应具有足够的稳定性,以便在实验条件(例如温度、盐浓度)的变化下保持结构完整性。
引物的稳定性可以通过咪唑核苷(例如dI、dG和dT)的引入来提高,并且应避免使用GC含量过高或过低的引物。
3.避免二聚体形成:引物应避免在自身之间或与其他引物之间形成二聚体(即引物之间的双链结构),以免影响PCR扩增的效果。
为了避免二聚体形成,可以使用软件工具对引物进行设计,并确保引物之间的序列不会发生相互碱基配对。
4.合理的Tm值:引物的Tm值(即熔解温度)对PCR扩增的效果有直接影响。
合理选择引物的Tm值,能够使引物在PCR反应温度下有效结合,但又不容易形成非特异性结合。
通常,引物设计时会考虑引物前10个核苷酸的碱基组成、GC含量和引物长度,以预测引物的Tm值。
5.避免交叉杂交:引物设计时需要避免引物之间的交叉杂交,以免影响PCR扩增的特异性和准确性。
为了保证引物不会发生交叉杂交,可以使用软件工具进行引物设计时模拟引物之间的相互作用,并确保引物之间的序列不会相互配对。
6.引物长度和位置:引物的长度和位置是影响PCR扩增效率和特异性的重要因素。
通常,引物长度在18-30个核苷酸之间是理想的选择。
引物的位置应位于目标序列的两端,以便在扩增时产生一个特定大小的目标序列。
此外,最好在引物设计时避免选择在基因中存在多态性位点的引物。
7. 引物设计软件的应用:引物设计软件在引物设计和评估中扮演着重要的角色。
引物设计的几点重要原则

引物设计的几点重要原则引物设计是指设计引物(primers)用于特异性扩增目标DNA序列的反应体系,是分子生物学中常用的重要技术。
引物设计的质量直接影响DNA扩增的效果和结果的准确性。
下面是几点引物设计的重要原则:1.特异性:引物设计的首要原则是确保引物的特异性,即保证引物只能特异性地结合目标DNA序列,而不与非目标DNA序列结合。
为了达到特异性的引物设计,可以通过特异性检测和非特异性检测来筛选合适的引物。
特异性检测可以通过引物与目标DNA序列的杂交反应来验证引物的特异性;非特异性检测则通过引物与非目标DNA序列的杂交反应来验证引物的非特异性。
2.合适的长度和GC含量:引物的长度和GC含量对引物的特异性和扩增效率都有很大的影响。
通常情况下,引物的长度应该在18-30个碱基对之间,过短的引物可能导致扩增效率低下,而过长的引物可能导致特异性降低;GC含量应该控制在40%-60%之间,过高或过低的GC含量可能导致扩增效率降低。
3.避免自互补和互补结构:在引物设计中应避免引物自身的互补和互补结构,以尽量减少引物之间的相互作用和自身的片段结合。
自互补可能导致引物自身结构稳定,而互补结构可能导致引物之间的非特异性结合,从而干扰扩增反应的进行。
4.避免引物之间的交叉杂交:引物之间的交叉杂交可能导致非特异性扩增产物的形成,影响扩增结果的准确性。
为了避免引物之间的交叉杂交,需要确保引物在体系中的浓度适当,并且没有共同的序列特征。
5.考虑引物的反应条件:在引物设计过程中,还需要考虑引物的反应条件,如反应体系的温度和离子浓度等。
引物的反应条件需要确保引物与目标DNA序列的特异性结合和扩增能够在所设定的反应条件下进行。
6.引物的设计应尽量使用标准碱基序列:标准碱基序列即DNA序列的A、T、C、G四种碱基。
在引物设计中,应尽量使用标准碱基序列,避免使用非标准碱基或特殊碱基。
综上所述,引物设计的几个重要原则包括特异性、合适的长度和GC 含量、避免自互补和互补结构、避免引物之间的交叉杂交、考虑引物的反应条件以及使用标准碱基序列等。
引物设计原则

在引物设计时应具体考虑到以下几个方面:(1)引物长度一般为15-30个核苷酸,GC含量一般为40%-60%。
(2)引物的退火温度一般要求55℃~65℃。
(3)引物自身及引物之间不应存在互补序列,尤其应避免3’端的互补以防止发夹结构或引物二聚体的形成。
(4)引物3’端的几个碱基与模板DNA需严格配对,并避免与非靶位点的同源。
(5)引物3’端△G值应较低(绝对值不超过9),5’端和中间△G值相对较高。
(6)引物中四种碱基要随机分布,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。
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. 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。
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。
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。
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。
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。
Tm值的计算有多种方法,如按公式Tm=4(G+C)+2(A+T),在Oligo软件中使用的是最邻近法(the nearest neighbor method) 。
6. ΔG值是指DNA双链形成所需的自由能,该值反映了双链结构内部碱基对的相对稳定性。
应当选用3’端ΔG值较低(绝对值不超过9),而5’端和中间ΔG值相对较高的引物。
引物的3’端的ΔG值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA聚合反应。
引物设计基本原则

引物设计基本原则引物设计是指在引导读者进入文章主题或者吸引读者注意力的过程中,通过恰当选择和运用引言来达到预期效果的设计过程。
引物的设计不仅能够引导读者入文、稳定读者情绪,还能提高文章的可读性和吸引力。
下面是引物设计的几个基本原则:第一,引物设计要与文章主题相关。
引物在一定程度上是文章的立意之所在,它几乎决定了读者是否会继续阅读。
因此,引物与文章主题要密切相关,能够准确传达出文章的核心思想和信息。
引物与文章主题的相关性是一个引物是否成功吸引读者的关键因素。
第二,引物设计要具有足够的吸引力。
引物要能够立刻吸引读者的注意力,使其对文章产生兴趣。
可以通过新颖的观点、有趣的故事、强烈的情感或者悬疑的描述等方式来增加引物的吸引力。
同时,引物要注意与读者的背景和兴趣相关,尽量选取读者感兴趣的内容,以便更好地吸引读者。
第三,引物设计要具有引导性。
引物不仅要吸引读者,还要能够引导读者进入文章的主题或内容。
可以通过提出问题、引用权威观点、展示案例等方式来引导读者产生思考或者兴趣,从而使其进一步阅读下去。
引物的引导性在一定程度上决定了读者是否会对文章产生深入的理解和共鸣。
第四,引物设计要与写作目的相一致。
不同的写作目的对引物的要求也不同。
如果是科普文章,引物可以采用生活常识或者实验事实等方式;如果是讲故事的文章,可以使用引人入胜的故事片段或者引用名人的话语等方式。
引物与写作目的的一致性能够更好地达到写作的目的,并且使读者在读者的过程中不会产生迷惑或者矛盾感。
第五,引物设计要注意其长度和位置。
引物的长度要适当,过长容易让读者感到疲惫,过短则不足以吸引读者的注意力。
同时,引物一般放在文章的开头或者段落的开头,这样能够更好地引导读者进入文章,提高文章的连贯性和阅读流畅性。
综上所述,引物设计是一项重要的写作技巧,它能够引导读者进入文章主题,并且提高文章的可读性和吸引力。
在引物设计时,需要注意与文章主题相关、具有足够的吸引力、具有引导性、与写作目的相一致,以及注意引物长度和位置等方面的要求。
引物设计原则

引物设计原则
1.合适的引物长度:引物长度通常在18-30个碱基对之间,过长或过
短的引物都不利于PCR扩增的稳定性。
2.适当的引物GC含量:引物的GC含量应在40%-60%之间,过高或过
低的GC含量都会影响引物和模板DNA的特异性结合。
3.引物特异性:引物应具有高度特异性,可以通过引物序列在数据库
中进行BLAST分析来评估引物的特异性。
4.避免引物自身的二聚体和结构性:引物序列中要避免出现自身二聚
体和结构性,这会干扰PCR扩增的效果。
5.选择高峰结构引物:在引物设计时,优先选择会形成高峰结构的引物,这有助于提高扩增效率。
6.引物末端碱基的特异性:在引物末端碱基选择时,尽量使用能够增
强特异性和避免非特异性扩增的碱基。
7.引物的熔解温度(Tm):引物的熔解温度直接影响PCR扩增反应的
特异性和效率,应根据目标DNA的长度和序列来确定引物的Tm。
8.避免引物之间的交叉杂交:在多引物PCR反应中,引物之间的交叉
杂交会干扰扩增效果,可以通过软件模拟或实验确认引物之间没有相互杂交。
9.引物序列中避免多个重复碱基:引物序列中的多个重复碱基可能导
致非特异性扩增,应避免在引物序列中出现连续的多个重复碱基。
10.引物设计的可操作性和经济性:引物设计时,要考虑到引物合成
的成本和操作的方便性,选择价格适中的合成方法,并确保引物容易操作。
以上是引物设计的原则和考虑因素,通过合理设计和优化引物序列,可以提高PCR扩增实验的特异性、敏感性和效率,从而获得准确和稳定的实验结果。
引物设计原则(必看)

mi引物设计原则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. 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。
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。
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。
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。
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。
Tm值的计算有多种方法,如按公式Tm=4(G+C)+2(A+T),在Oligo软件中使用的是最邻近法(the nearest neighbor method)。
6. ΔG值是指DNA双链形成所需的自由能,该值反映了双链结构内部碱基对的相对稳定性。
应当选用3’端ΔG值较低(绝对值不超过9),而5’端和中间ΔG 值相对较高的引物。
引物的3’端的ΔG值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA聚合反应。
7. 引物二聚体及发夹结构的能值过高(超过4.5kcal/mol)易导致产生引物二聚体带,并且降低引物有效浓度而使PCR反应不能正常进行。
8. 对引物的修饰一般是在5’端增加酶切位点,应根据下一步实验中要插入PCR 产物的载体的相应序列而确定。
引物序列应该都是写成5-3方向的,Tm之间的差异最好控制在1度之内,另外我觉得扩增长度大一些比较好,500bp左右。
要设计引物首先要找到DNA序列的保守区。
同时应预测将要扩增的片段单链是否形成二级结构。
引物设计一般原则

引物设计一般原则引物是一篇文章的开头部分,起着引导读者进入文章内容的作用。
设计出一个吸引人的引物,可以让读者对全文产生兴趣,从而增加文章的阅读率和影响力。
以下是设计引物的一般原则:1.引人入胜:一个好的引物应该从一开始就吸引读者的注意力。
可以使用一个有趣的事实、引人瞩目的问题、或者一个令人震惊的观点,引起读者的好奇心和注意力。
例如,一篇关于环保的文章可以这样开头:"你知道每年全球有多少塑料袋被丢弃在海洋中吗?让我们想象一下,如果塑料袋能够排成一排,能围绕地球多少次呢?"例如,一篇关于教育问题的文章可以这样开头:"教育是改变社会的关键。
我们如何培养出具有创新精神和社会责任感的下一代?本文将探讨教育系统中存在的问题,并提出一些解决方案。
"3.引用名言:一个有启发性的引言可以吸引读者的注意力,并激发他们对文章内容的思考。
这种引物可以是一个名人的名言、一句格言或者一句普遍认同的观点。
例如,一篇关于成功的文章可以这样开头:"爱因斯坦曾经说过,成功不是偶然发生的,而是由采取正确行动的结果。
本文将探讨一些成功的秘诀,并帮助你实现自己的目标。
"例如,一篇关于健康饮食的文章可以这样开头:"在现代社会中,我们很容易陷入不健康的饮食习惯中。
但是,我们应该意识到食物对我们的健康有着巨大的影响。
本文将分享一些健康饮食的技巧,让你拥有一个健康的生活方式。
"6.语言生动:一个好的引物应该通过使用生动的语言和形象的描述,给读者留下深刻的印象。
这样可以增加读者的情感共鸣,让他们更容易被文章吸引和影响。
例如,一篇关于环保的文章可以这样开头:"在一个炎热的夏天,当你走近那片被绿意覆盖的公园时,你能感受到清新的空气和树木的阴凉。
但是,你是否想过背后那些无声的英雄们,他们为了保护这片绿洲付出了多少努力?"总结来说,一个好的引物应该具有引人入胜、提出观点、引用名言、切入主题、简洁明了和语言生动等特点。
引物设计原则

引物设计原则:引物的3’端决定着PCR反应产物的特异性,而5’端限定着PCR产物的长度。
(1)引物序列应位于基因组DNA的高度保守区,且与非扩增区无同源序列。
这样可以减少引物与基因组的非特异结合,提高反应的特异性。
在模板内最好具有单一性,也就是说在模板内部没有错配,特别是3’端,一定要避免连续4个以上的碱基互补错配。
(2)引物的长度一般为15-30 bp,最好在18~24 bp,因为太短易形成错配,降低特异性,而太长也会降低特异性,并且影响PCR反应效率。
引物之间也不能有互补性,一般一对引物间不应多于4个连续碱基的互补。
(3)引物的碱基应尽可能随机分布,避免出现数个嘌呤或嘧啶的连续排列,G+C含量在40%~75%之间,且上下游引物序列GC含量的差异不要太大,3’端最后5个碱基最好不要富含GC,特别是连续3个的G或C。
DNA双链形成所需的自由能AG,应该以5’端向3’端递减(4)引物的内部应避免形成稳定的引物二聚体和发夹结构,特别是引物的末端应无回文结构。
上下游引物不应有互补序列,特别是3’端应避免互补,以免形成引物二聚体。
(5)如果以DNA为模板设计引物,产物长度在100—600 bp比较理想。
而以mRNA为模板设计引物时,产物长度在150—300 bp比较理想。
(6)5’ 端对PCR影响不太大,可以引进修饰位点和标记物。
(7)引物3’端的头1~2个碱基会影响T aqDNA聚合酶的延伸效率,从而影响PCR反应的扩增效率及特异性。
一般的PCR反应中,引物3’末端的碱基最好选T、C、G而不选A,A错配时会影响合成效率。
(8)引物3’端应为保守氨基酸序列,即采用简并密码子少的氨基酸如Met、Trp,且避免三联体密码第三个碱基的摆动未知位于引物的3’端。
3’端不应终止于密码子的简并碱基。
十条PCR引物的设计原则:①引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。
②产物不能形成二级结构。
③引物长度一般在15~30碱基之间。
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PCR引物设计的11条黄金法则1.引物最好在模板cDNA的保守区设计。
DNA序列的保守区是通过物种间相似序列的比较确定的。
在NCBI上搜索不同物种的同一基因,通过序列分析软件(比如DNAman)比对(Alignment),各基因相同的序列就是该基因的保守区。
2.引物长度一般在15~30碱基之间。
引物长度(primerlength)常用的是18-27bp,但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,不适于TaqDNA聚合酶进行反应。
3.引物GC含量在40%~60%之间,Tm值最好接近72℃。
GC含量(composition)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。
另外,上下游引物的Tm值(meltingtemperature)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,一般高于Tm值5~10℃。
若按公式Tm=4(G+C)+2(A+T)估计引物的Tm值,则有效引物的Tm为55~80℃,其Tm值最好接近72℃以使复性条件最佳。
4.引物3′端要避开密码子的第3位。
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,会影响扩增的特异性与效率。
5.引物3′端不能选择A,最好选择T。
引物3′端错配时,不同碱基引发效率存在着很大的差异,当末位的碱基为A时,即使在错配的情况下,也能有引发链的合成,而当末位链为T时,错配的引发效率大大降低,G、C 错配的引发效率介于A、T之间,所以3′端最好选择T。
6.碱基要随机分布。
引物序列在模板应当没有相似性较高,尤其是3’端相似性较高的序列,否则容易导致错误引发(Falsepriming)。
降低引物与模板相似性的一种方法是,引物中四种碱基的分布最好是随机的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。
尤其3′端不应超过3个连续的G或C,因这样会使引物在GC富集序列区错误引发。
7.引物自身及引物之间不应存在互补序列。
引物自身不应存在互补序列,否则引物自身会折叠成发夹结构(Hairpin)使引物本身复性。
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。
引物自身不能有连续4个碱基的互补。
两引物之间也不应具有互补性,尤其应避免3′端的互补重叠以防止引物二聚体(Dimer与Crossdimer)的形成。
引物之间不能有连续4个碱基的互补。
引物二聚体及发夹结构如果不可避免的话,应尽量使其△G值不要过高(应小于4.5kcal/mol)。
否则易导致产生引物二聚体带,并且降低引物有效浓度而使PCR反应不能正常进行。
8.引物5′端和中间△G值应该相对较高,而3′端△G值较低。
△G值是指DNA双链形成所需的自由能,它反映了双链结构部碱基对的相对稳定性,△G值越大,则双链越稳定。
应当选用5′端和中间△G值相对较高,而3′端△G值较低(绝对值不超过9)的引物。
引物3′端的△G值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA聚合反应。
(不同位置的△G值可以用Oligo6软件进行分析)9.引物的5′端可以修饰,而3′端不可修饰。
引物的5′端决定着PCR产物的长度,它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;引入点突变、插入突变、缺失突变序列;引入启动子序列等。
引物的延伸是从3′端开始的,不能进行任何修饰。
3′端也不能有形成任何二级结构可能。
10.扩增产物的单链不能形成二级结构。
某些引物无效的主要原因是扩增产物单链二级结构的影响,选择扩增片段时最好避开二级结构区域。
用有关软件(比如RNAstructure)可以预测估计mRNA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。
11.引物应具有特异性。
引物设计完成以后,应对其进行BLAST检测。
如果与其它基因不具有互补性,就可以进行下一步的实验了。
附:值得一提的是,各种模板的引物设计难度不一。
有的模板本身条件比较困难,例如GC含量偏高或偏低,导致找不到各种指标都十分合适的引物;用作克隆目的的PCR,因为产物序列相对固定,引物设计的选择自由度较低。
在这种情况只能退而求其次,尽量去满足条件。
做RealTime时,用于SYBRGreenI法时的一对引物与一般PCR的引物,在引物设计上所要求的参数是不同的。
引物设计的要求:1)避免重复碱基,尤其是G.2)Tm=58-60度。
3)GC=30-80%.4)3'端最后5个碱基不能有多于2个的G或C.5)正向引物与探针离得越近越好,但不能重叠。
6)PCR扩增产物长度:引物的产物大小不要太大,一般在80-250bp之间都可;80~150bp 最为合适(可以延长至300bp)。
7)引物的退火温度要高,一般要在60度以上;要特别注意避免引物二聚体和非特异性扩增的存在。
而且引物设计时应该考虑到引物要有不受基因组DNA污染影响的能力,即引物应该跨外显子,最好是引物能跨外显子的接头区,这样可以更有效的不受基因组DNA污染的影响。
至于设计软件,PRIMER3,PRIMER5,PRIMEREXPRESS都应该可以的。
做染料法最关键的就是寻找到合适的引物和做污染的预防工作。
对于引物,你要有从一大堆引物中挑出一两个能用的引物的思想准备---寻找合适的引物非常不容易。
关于BLAST的作用应该是通过比对,发现你所设计的这个引物,在已经发现并在GENEBANK 中公开的不物种基因序列当中,除了和你的目标基因之外,还有没有和其他物种或其他序列当中存在相同的序列,如和你的目标序列之外的序列相同的序列,则可能扩出其他序列的产物,那么这个引物的特异性就很差,从而不能用。
1.简介寡聚核苷酸引物的选择,通常是整个扩增反应成功的关键。
所选的引物序列将决定PCR产物的大小、位置、以及扩增区域的Tm值这个和扩增物产量有关的重要物理参数。
好的引物设计可以避免背景和非特异产物的产生,甚至在RNA-PCR中也能识别cDNA或基因组模板。
引物设计也极大的影响扩增产量:若使用设计粗糙的引物,产物将很少甚至没有;而使用正确设计的引物得到的产物量可接近于反应指数期的产量理论值。
当然,即使有了好的引物,依然需要进行反应条件的优化,比如调整Mg2+浓度,使用特殊的共溶剂如二甲基亚砜、甲酰胺和甘油。
计算机辅助引物设计比人工设计或随机选取更有效。
一些影响PCR反应中引物作用的因素诸如溶解温度、引物间可能的同源性等,易于在计算机软件中被编码和限定。
计算机的高速度可完成对引物位置、长度以及适应用户特殊条件的其他有关引物的变换可能性的大量计算。
通过对成千种组合的检测,调整各项参数,可提出适合用户特殊实验的引物。
因此通过计算机软件选择的引物的总体“质量”(由用户在程序参数中设定)保证优于通过人工导出的引物。
需要指出的是,引物不必与模板完全同源,因此可包含启动子序列、限制酶识别位点或5’端的各种修饰,这种对引物的修饰不会妨碍PCR反应,而会在以后使用扩增子时发挥作用。
2.基本PCR引物设计参数引物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。
特异性是指发生错误引发的频率。
特异性不好或劣等的引物会产生额外无关和不想要的PCR扩增子,在EB染色的琼脂糖凝胶上可见到;引物效率是指在每一PCR循环中一对引物扩增的产物与理论上成倍增长量的接近程度。
①引物长度;特异性一般通过引物长度和退火温度控制。
如果PCR的退火温度设置在近于引物Tm值(引物/模板双链体的解链温度)几度的围,18到24个碱基的寡核苷酸链是有很好的序列特异性的。
引物越长,扩增退火时被引发的模板越少。
为优化PCR反应,使用确保溶解温度不低于54℃的最短的引物,可获得最好的效率和特异性。
总的来说,最好在特异性允许的围寻求安全性。
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。
引物设计时使合成的寡核苷酸链(18~24聚物)适用于多种实验条件仍不失为明智之举。
②引物的二级结构包括引物自身二聚体、发卡结构、引物间二聚体等。
这些因素会影响引物和模板的结合从而影响引物效率。
对于引物的3’末端形成的二聚体,应控制其ΔG大于-5.0kcal/mol或少于三个连续的碱基互补,因为此种情形的引物二聚体有进一步形成更稳定结构的可能性,引物中间或5’端的要求可适当放宽。
引物自身形成的发卡结构,也以3’端或近3’端对引物-模板结合影响更大;影响发卡结构的稳定性的因素除了碱基互补配对的键能之外,与茎环结构形式亦有很大的关系。
应尽量避免3’末端有发卡结构的引物。
③引物GC含量和Tm值PCR引物应该保持合理的GC含量。
含有50%的G+C的20个碱基的寡核苷酸链的Tm值大概在56~62℃围,这可为有效退火提供足够热度。
一对引物的GC含量和Tm值应该协调。
协调性差的引物对的效率和特异性都较差,因为降低了Tm值导致特异性的丧失。
这种情况下引物Tm值越高,其错误引发的机率也越大。
若采用太高的退火温度,Tm值低的引物对可能完全不发挥作用。
在从一批在特定序列围已合成好的寡核苷酸中选择一对新的引物时,这种GC含量和Tm值的协调非常关键。
一般来说,一对引物的Tm值相差尽量不超过2~3摄氏度,同时引物和产物的Tm值也不要相差太大,20摄氏度围较好。
④引物的额外序列与退火温度若有额外的序列信息要加到引物中,例如T7RNA聚合酶结合位点、限制酶切位点或者GC发夹结构可以使用加长的引物。
一般说来,引物5’端添加无关序列不会影响引物特异序列的退火。
有时候,引物中添加了大量与模板不配对的碱基,可以在较低退火温度的条件下进行4到5个扩增循环;然后在假定引物5’端序列已经加入到模板中,计算得出的退火温度下进行其余的循环。
在引物上添加限制酶位点时一个重要的考虑是大多数限制酶的有效切割要求在它们的识别序列的5’端有2至3个非特异的额外碱基,这样就会增加引物的非模板特异序列的长度。
长引物序列的另一个缺点是影响溶解温度的精确计算,而这对于确定PCR反应时的退火温度又是必须的。
对于低于20个碱基的引物,Tm值可以根据Tm=4(G+C)+2(A+T)计算。
而对于较长的引物,Tm值需要考虑动力学参数、从“最近邻位”的计算方式得到,现有的PCR引物设计软件大多数都采用这种方式。
⑤引物的3’末端核苷酸组成引物3’末端和模板的碱基完全配对对于获得好的结果是非常重要的,而引物3’末端最后5到6个核苷酸的错配应尽可能的少。
如果3’末端的错配过多,通过降低反应的退火温度来补偿这种错配不会有什么效果,反应几乎注定要失败。