引物设计的重要参数
PCR反应程序设置哪些参数最重要

PCR反应程序设置哪些参数最重要PCR(聚合酶链反应)是一种常用的分子生物学技术,用于扩增DNA序列,从而在实验室中大量产生特定的DNA片段。
PCR反应的成功与否,关键在于合理设置PCR反应的各项参数。
本文将讨论PCR反应中最重要的参数设置。
引物设计PCR反应的第一个重要参数是引物设计。
引物是PCR反应中的两个短DNA片段,能够识别并结合到待扩增的目标DNA序列的两端。
引物的序列需要与目标序列高度特异性匹配,避免与其他非目标DNA序列发生非特异性扩增。
合理选择引物还需要考虑引物的长度、GC含量和互补性。
通常来说,引物长度应在18到25个核苷酸之间,GC含量应在40%至60%之间。
此外,引物的互补性也要避免引物之间形成二聚体或异聚体,影响PCR反应的效率和特异性。
温度参数温度是PCR反应中的另一个重要参数,包括Denaturation(变性)、Annealing(退火)和Extension(延伸)三个阶段的温度。
Denaturation阶段通常需要高温(通常为94℃至98℃)来使DNA双链解开成两条单链。
Annealing阶段需要将温度降低到与引物匹配的特定温度,使引物与目标DNA序列结合并引发扩增。
通常,合适的退火温度应在引物的Tm值(熔解温度)附近。
Tm值是指DNA的两个单链在一定条件下解开的温度。
Tm值的计算可以用公式Tm= 4 × (G + C) + 2 × (A + T),其中A、T、G和C分别表示核苷酸A、T、G和C的数量。
Extension阶段需要较低的温度(通常为68℃至72℃),使DNA聚合酶结合在引物的3’端,并合成新的DNA链。
反应时间反应时间是PCR反应中确定的一个重要参数。
反应时间需要考虑参与PCR扩增的DNA模板的长度以及目标DNA的扩增比例。
通常情况下,PCR反应时间不宜过长也不宜过短。
如果反应时间过长,可能会导致非特异性扩增的发生,产生多个不需要的DNA片段。
引物设计退火温度,gc含量,长度

引物设计退火温度,gc含量,长度
本文将讨论如何设计引物的退火温度、GC含量以及长度。
引物
是PCR反应中的重要组成部分,其设计质量直接影响PCR反应的成功率和特异性。
因此,合理的引物设计对于PCR实验的成功至关重要。
首先,引物的退火温度是影响PCR反应特异性的重要因素。
退火温度过高会导致引物与非特异性的DNA结合,从而降低PCR反应特异性。
退火温度过低则会导致引物无法与目标DNA结合,影响PCR反应的灵敏度。
因此,引物的退火温度应该在50℃-65℃之间,一般情况下,引物的退火温度应该以引物的长度、序列及GC含量等因素为基础,根据实验者的经验和调整,最终确定。
其次,引物的GC含量也是影响PCR反应特异性的重要因素。
GC
含量过高或过低都会影响引物与目标DNA的互补性,从而影响PCR反应的特异性和灵敏度。
一般情况下,引物的GC含量应该在40%-60%
之间,如果引物长度较短,可降低GC含量,反之,则可增加GC含量。
需要注意的是,引物序列中不应该出现连续的GC或AT碱基,这会影响引物的互补性。
最后,引物的长度也是影响PCR反应特异性和灵敏度的重要因素。
引物长度过短会导致引物与非特异性DNA结合,影响PCR反应的特异性。
引物长度过长则会影响PCR反应的灵敏度。
一般情况下,引物长度应该在18-24个核苷酸之间。
综上所述,引物的退火温度、GC含量和长度是影响PCR反应特
异性和灵敏度的关键因素,实验者需要根据引物设计的目的和实验需
求,合理设计引物的这三个参数。
引物设计的要求

引物设计的要求
首先,引物设计的要求包括引物长度和序列的选择。
引物长度一般在18-25碱基对之间,太短的引物可能导致特异性不高,而太长的引物可能
导致扩增效率低下。
同时,引物的序列应该是与目标DNA片段互补的,以
确保引物能够在目标DNA上进行合成。
其次,引物设计的要求还包括引物的GC含量。
GC含量过高或过低都
可能导致PCR扩增效率下降,因此通常希望引物的GC含量在40-60%之间。
此外,引物的GC含量也会影响PCR产物的熔解温度,更高的GC含量会使
得熔解温度升高。
因此,在引物设计中,需要根据需要来调整引物的GC
含量,以适应实验条件和目标DNA的特性。
此外,引物设计的要求中还包括引物的特异性。
引物应该能够特异性
地与目标DNA片段结合,而不与其他DNA序列结合。
为了提高引物的特异性,可以使用基因组数据库进行引物序列的BLAST比对,以确保引物序列
只与目标DNA片段匹配。
最后,引物设计的要求还包括引物的纯度和浓度。
引物的纯度应该高,以避免引物之间的杂交和非特异性扩增。
引物的浓度要适当,通常在10-100 pmol/μl之间,以确保引物能够充分参与PCR反应。
总之,引物设计的要求包括引物长度和序列的选择、引物的GC含量、引物之间的配对性、引物的特异性以及引物的纯度和浓度。
满足这些要求
可以提高PCR反应的效率和特异性,从而得到准确可靠的实验结果。
引物设计知识点总结大全

引物设计知识点总结大全引物设计是分子生物学和遗传学研究中的重要环节,它在PCR扩增、基因测序、基因突变检测等实验中起着至关重要的作用。
引物设计的好坏会直接影响实验结果的准确性和可靠性。
下面是引物设计的相关知识点总结:一、引物设计的基本原则1. 引物长度:引物长度通常在18-30个碱基对之间,过短的引物容易产生非特异性扩增,过长的引物则会降低扩增效率。
2. 碱基组成:引物的碱基组成应尽量避免多聚腺嘌呤或多聚胸腺嘧啶的情况,以免引起扩增效率降低或引物间的二聚体形成。
3. Tm值匹配:引物的熔解温度(Tm值)应尽量匹配,以确保二聚体形成和特异性扩增。
4. 特异性:引物的特异性是引物设计的关键,必须确保引物只会与待扩增的目标DNA序列特异结合,而不与其他非目标DNA序列结合。
5. 避免互补二聚体:引物之间的互补二聚体会导致扩增效率降低或产生非特异性扩增,因此需要避免引物之间的互补结构。
二、引物设计的工具和方法1. 序列分析工具:常用的序列分析工具包括NCBI的BLAST、Primer-BLAST、OligoAnalyzer等,通过这些工具可以评估引物的特异性和二聚体形成潜力。
2. 引物设计软件:引物设计软件可以根据目标序列自动生成合适的引物序列,在设计引物过程中考虑多个因素如Tm值、长度、特异性等。
常用的软件有Primer3、Primer Premier等。
3. 引物设计策略:根据实验需求选择合适的引物设计策略,常用的策略包括温度梯度扩增引物设计、Asymmetrical PCR引物设计、引物修饰等。
三、引物设计中的注意事项1. 引物位置选择:引物应该选择在目标序列中的稳定区域,避免选择在重复序列、变异位点和剪切酶位点等容易引起问题的区域。
2. 引物长度控制:引物长度的选择需要平衡扩增效率和特异性,过短的引物可能导致扩增效率降低,过长的引物则可能增加非特异性扩增的风险。
3. 引物设计的平衡性:在设计引物时,需要平衡Tm值的匹配、特异性和二聚体形成的可能性,以达到最佳的扩增效果。
PCR的退火温度选择

熔解温度(Tm)是引物的一个重要参数。
这是当50%的引物和互补序列表现为双链DNA分子时的温度・Tm对于设定PCR退火温度是必需的。
在理想状态下,退火温度足够低,以保证引物同目的序列有效退火,同时还要足够高,以减少非待异性结合。
合理的退火温度从55* 到7(TC。
退火温度一般设定比引物的Tm低5它。
设定Tm有几种公式。
有的是来源于高盐溶液中的杂交,适用于小于18碱基的引物。
有的是根据GC 含量估算Tm。
确定引物Tm最可信的方法是近邻分析法。
这种方法从序列一级结构和相邻碱基的特性预测引物的杂交稳定性。
大部分计算机程序使用近邻分析法。
根据所使用的公式及引物序列的不同,Tm会差异很大。
因为大部分公式提供一个估算的Tm 值,所有退火温度只是一个起始点。
可以通过分析几个逐步提高退火温度的反应以提高特异性。
开始低于估算的Tm5°C,以为增量,逐步提高退火温度。
较高的退火温度会减少引物二聚体和非特异性产物的形成。
为获得最佳结果,两个引物应具有近似的Tm值。
引物对的Tm差异如果超过5。
(2,就会引物在循环中使用较低的退火温度而表现出明显的错误起始。
如果两个引物Tm不同,将退火温度设定为比最低的Tm低5它或者为了提高特异性,可以在根据较高Tm设计的退火温度先进行5个循环,然后在根据较低Tm设计的退火温度进行剩余的循环。
这使得在较为严紧的条件下可以荻得目的模板的部分拷贝。
当引物长度低于20个bp可以根据Tm=3GC+2AT,对于更长的寡聚核昔酸,Tm计算公式为:Tm = 81.5+ 16. 6 x LoglO[Na+] + 0.41 (%GC) - 600/size公式中,Size =引物长度。
退火温度取决于引物长度及序列,GC含量越高退火温度越高,引物的Tm值减去5-8度即是引物的退火温度,引物的Tm值一般都会在引物合成单上体现,如果没有的话可以在网上搜个引物退火温度计算器输入序列就可以了。
退火时间一般都是30秒。
引物相关知识点总结大全

引物相关知识点总结大全一、引物的概念引物是指用于核酸杂交、PCR、定量PCR、DNA测序以及RNA分子的反向转录(RT)等实验技术中的一种短链DNA或RNA,通常是15-30个核苷酸的长度。
引物的主要作用是与目标序列中的互补序列形成双链结构,从而引发特定的生物学反应。
在实验室中,引物通常由合成核酸技术制备而成。
二、引物的分类根据引物作用的目标序列不同,引物可分为DNA引物和RNA引物两种。
DNA引物主要用于PCR、序列特异性分析等实验中,而RNA引物则主要用于RT-PCR等实验技术中。
根据引物的长度和作用位置不同,引物可以分为引导引物和扩增引物。
引导引物通常用于核酸杂交、PCR等实验中,用于可选择的结合目标序列,一般长度为15-30个碱基。
扩增引物则主要用于PCR实验中,其长度和序列将直接影响到PCR扩增的结果。
三、引物的设计原则1. 引物的互补性:DNA引物或RNA引物与待扩增的目标序列的互补性是引物设计的基本原则,引物与目标序列要求完全互补,并且在同一温度下具有相似的Tm值。
2. 避免引物二聚体和含量:引物的设计应避免引物自身的二聚体和寡聚体的产生,并且要避免引物的富含量,以提高PCR扩增的效率和特异性。
3. 引物的特异性:引物的设计要求尽量确保引物特异性,即引物只与目标序列特异性结合,不与其他非靶标序列结合。
4. 引物长度和GC含量:引物的长度和GC含量对PCR扩增的特异性和效率有一定的影响,一般长度在18-25个碱基,GC含量在40-60%之间。
5. 引物的5’端末修饰:引物的5’端末修饰,如磷酸化和生物素化等,可以增强引物与酶和材料的连接性和稳定性。
四、引物的应用引物作为实验室技术中的重要工具,在许多生物学实验中都扮演着重要的角色。
其主要应用包括:1. PCR扩增:PCR扩增是引物最常见的应用之一,引物特异性与目标序列的互补性可以实现PCR扩增特定基因或序列。
2. DNA测序:引物也常用于DNA测序技术中,引物和DNA降解酶一起作用可以在酶刻蚀DNA链的末端,并且通过引物的特异性与酶反应的DNA片段在随后的扩增和测序中得到全面和特异性的测序结果。
lncrna引物设计

LncRNA引物设计引言长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类RNA分子,其长度通常超过200个核苷酸,在转录后不经过翻译成蛋白质。
然而,lncRNA在基因转录、转座子调控、染色质重塑等多个生物学过程中起着重要作用。
因此,准确地检测和研究lncRNA的表达水平对于揭示其功能机制具有重要意义。
引物设计原理引物设计是检测lncRNA表达水平的关键步骤之一,合理的引物设计能够提高实验的准确性和灵敏性。
在进行lncRNA引物设计时,需要考虑以下几个因素: 1. 引物长度:通常,lncRNA引物的长度应在18-30个碱基对之间,一般选择长度为20个碱基对的引物。
2. 引物Tm值:引物的熔解温度(Tm值)需要在合适范围内,一般选择55-65°C之间的引物,可使用在线工具进行计算。
3. 引物特异性:引物应具有特异性,即能够特异性地与目标lncRNA序列相结合,而不与其他非目标RNA序列结合。
引物设计步骤以下是lncRNA引物设计的一般步骤:1. 获得目标lncRNA序列首先,需要获得目标lncRNA的序列。
可以通过公共数据库(如NCBI、ENSEMBL等)获取序列,或者从已有测序数据中提取目标lncRNA的序列。
2. 确定引物设计区域根据研究需要,确定引物设计区域。
通常选择lncRNA的保守区域或已知功能区域作为引物设计的靶标区域。
3. 利用在线工具进行引物设计使用一些在线工具(例如Primer3、NCBI Primer-BLAST等)进行引物设计。
根据目标lncRNA序列和特定设计要求,输入相关参数进行设计,如引物长度、目标Tm值范围和特异性。
4. 引物评估和筛选根据设计结果,评估引物的特异性和潜在问题。
一般来说,应检查引物是否与其他非目标RNA序列匹配,并使用BLAST等工具进行验证。
排除存在问题的引物,并从设计的引物中选择最佳的候选引物。
5. 引物合成最后,选择最佳的候选引物,并选择合适的商业供应商进行引物合成。
Tm值

Tm值就是DNA熔解温度,指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度。
不同序列的DNA,Tm值不同。
DNA中G-C含量越高,Tm值越高,成正比关系。
Tm是PCR引物设计中
一个非常重要的参数.是指引物与模板之间精确互补并且在模板过量的情况下有50%的引物与模板配对,而另外50%的引物处于解离状态时的温度,Tm值一般高于55度,,设计引物时要注意使两个引物的Tm值相近,否则两个引物不能同时达到退火温度,将影响PCR的扩增结
果!!
计算方法
核酸Tm值(解链温度)计算
评价标准是核酸所吸收的光线量达到其所增加吸收260nm光线的量的两倍达到的温度,当核酸达到Tm值时,其260nm吸收量可增加百分之四十(紫外吸收量随解体程度而增加,直至完全解体。
(1)长度为25mer以下的引物,Tm计算公式为:Tm = 4℃(G + C)+ 2℃(A + T)
(2)对于更长的寡聚核苷酸,Tm计算公式为:
Tm = 81.5 + 16.6 x Log10[Na+] + 0.41 (%GC) – 600/size
公式中,Size = 引物长度
影响Tm值的因素:
①DNA碱基组成:C-G含量越多,Tm值越高;A-T含量越多,Tm值越低。
②溶液的离子强度:在低离子强度中,Tm较低,而且解链的温度范围较宽;在高离子强度中,Tm值较高,解链的温度范围较窄。
③PH值:溶液的PH值在5~9范围内,Tm值变化不明显,当PH>11或PH<4时,Tm值变化明显。
④变性剂:各种变性剂主要是干扰碱基堆积力和氢键的形成而降低Tm值。
⑤DNA双链本身的长度。
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PCR (Polymerase Chain Reaction)Polymerase Chain Reaction is widely held as one of the most important inventions of the 20th century in molecular biology. Small amounts of the genetic material can now be amplified to be able to a identify, manipulate DNA, detect infectious organisms, including the viruses that cause AIDS, hepatitis, tuberculosis, detect genetic variations, including mutations, in human genes and numerous other tasks.PCR involves the following three steps: Denaturation, Annealing and Extension. First, the genetic material is denatured, converting the double stranded DNA molecules to single strands. The primers are then annealed to the complementary regions of the single stranded molecules. In the third step, they are extended by the action of the DNA polymerase. All these steps are temperature sensitive and the common choice of temperatures is 94oC, 60oC and 70oC respectively. Good primer design is essential for successful reactions. The important design considerations described below are a key to specific amplification with high yield. The preferred values indicated are built into all our products by default.1. Primer Length: It is generally accepted that the optimal length of PCR primers is 18-22 bp. This length is long enough for adequate specificity and short enough for primers to bind easily to the template at the annealing temperature.2. Primer Melting Temperature: Primer Melting Temperature (Tm) by definition is the temperature at which one half of the DNA duplex will dissociate to become single stranded and indicates the duplex stability. Primers with melting temperatures in the range of 52-58 oC generally produce the best results. Primers with melting temperatures above 65oC have a tendency for secondary annealing. The GC content of the sequence gives a fair indication of the primer Tm. All our products calculate it using the nearest neighbor thermodynamic theory, accepted as a much superior method for estimating it, which is considered the most recent and best available.Formula for primer Tm calculation:Melting Temperature Tm(oK)=,ΔH/ ΔS + R ln(C)-, Or Melting Temperature Tm(oC) = ,ΔH/ ΔS + R ln(C)} - 273.15 whereΔH (kcal/mole) : H is the Enthalpy. Enthalpy is the amount of heat energy possessed by substances. ΔH is the change in Enthalpy. In the above formula the ΔH is obtained by adding up all the di-nucleotide pairs enthalpy values of each nearest neighbor base pair.ΔS (kcal/mole) : S is the amount of disorder a system exhibits is called entropy. ΔS is change in Entropy. Here it is obtained by adding up all the di-nucleotide pairs entropy values of each nearest neighbor base pair. An additional salt correction is added as the Nearest Neighbor parameters were obtained from DNA melting studies conducted in 1M Na+ buffer and this is thedefault condition used for all calculations.ΔS (salt correction) = ΔS (1M NaCl )+ 0.368 x N x ln(*Na++)WhereN is the number of nucleotide pairs in the primer ( primer length -1).[Na+] is salt equivalent in mM.[Na+] calculation:[Na+] = Monovalent ion concentration +4 x free Mg2+.3. Primer annealing temperature: The primer melting temperature is the estimate of the DNA-DNA hybrid stability and critical in determining the annealing temperature. Too high Ta will produce insufficient primer-template hybridization resulting in low PCR product yield. Too low Ta may possibly lead to non-specific products caused by a high number of base pair mismatches,. Mismatch tolerance is found to have the strongest influence on PCR specificity.Ta = 0.3 x Tm(primer) + 0.7 Tm (product) – 14.9where,Tm(primer) = Melting Temperature of the primersTm(product) = Melting temperature of the product4. GC Content: The GC content (the number of G's and C's in the primer as a percentage of the total bases) of primer should be 40-60%.5. GC Clamp: The presence of G or C bases within the last five bases from the 3' end of primers (GC clamp) helps promote specific binding at the 3' end due to the stronger bonding of G and C bases. More than 3 G's or C's should be avoided in the last 5 bases at the 3' end of the primer.6. Primer Secondary Structures: Presence of the primer secondary structures produced by intermolecular or intramolecular interactions can lead to poor or no yield of the product. They adversely affect primer template annealing and thus the amplification. They greatly reduce the availability of primers to the reaction.i) Hairpins : It is formed by intramolecular interaction within the primer and should be avoided. Optimally a 3' end hairpin with a ΔG of -2 kcal/mol and an internal hairpin with a ΔG of -3 kcal/mol is tolerated generally.ΔG definition : The Gibbs Free Energy G is the measure of the amount of work that can beextracted from a process operating at a constant pressure. It is the measure of the spontaneity of the reaction. The stability of hairpin is commonly represented by its ΔG value, the energy required to break the secondary structure. Larger negative value for ΔG indicates stable, undesirable hairpins. Presence of hairpins at the 3' end most adversely affects the reaction.ΔG = ΔH –TΔSii) Self Dimer : A primer self-dimer is formed by intermolecular interactions between the two (same sense) primers, where the primer is homologous to itself. Generally a large amount of primers are used in PCR compared to the amount of target gene. When primers form intermolecular dimers much more readily than hybridizing to target DNA, they reduce the product yield. Optimally a 3' end self dimer with a ΔG of -5 kcal/mol and an internal self dimer with a ΔG of -6 kcal/mol is tolerated generally.iii) Cross Dimer : Primer cross dimers are formed by intermolecular interaction between sense and antisense primers, where they are homologous. Optimally a 3' end cross dimer with a ΔG of -5 kcal/mol and an internal cross dimer with a ΔG of -6 kcal/mol is tolerated generally.7. Repeats: A repeat is a di-nucleotide occurring many times consecutively and should be avoided because they can misprime. For example: ATATATAT. A maximum number of di-nucleotide repeats acceptable in an oligo is 4 di-nucleotides.8. Runs: Primers with long runs of a single base should generally be avoided as they can misprime. For example, AGCGGGGGATGGGG has runs of base 'G' of value 5 and 4. A maximum number of runs accepted is 4bp.9. 3' End Stability: It is the maximum ΔG value of the five bases from the 3' end. An unstable 3' end (less negative ΔG) will result in less false priming.10. Avoid Template secondary structure: A single stranded Nucleic acid sequences is highly unstable and fold into conformations (secondary structures). The stability of these template secondary structures depends largely on their free energy and melting temperatures(Tm). Consideration of template secondary structures is important in designing primers, especially in qPCR. If primers are designed on a secondary structures which is stable even above the annealing temperatures, the primers are unable to bind to the template and the yield of PCR product is significantly affected. Hence, it is important to design primers in the regions of the templates that do not form stable secondary structures during the PCR reaction. Our products determine the secondary structures of the template and design primers avoiding them.11. Avoid Cross homology: To improve specificity of the primers it is necessary to avoid regions of homology. Primers designed for a sequence must not amplify other genes in the mixture. Commonly, primers are designed and then BLASTed to test the specificity. Our products offer a better alternative. You can avoid regions of cross homology while designing primers. You can BLAST the templates against the appropriate non-redundant database and the software willinterpret the results. It will identify regions significant cross homologies in each template and avoid them during primer search.Parameters for Primer Pair Design1. Amplicon Length: The amplicon length is dictated by the experimental goals. For qPCR, the target length is closer to 100 bp and for standard PCR, it is near 500 bp. If you know the positions of each primer with respect to the template, the product is calculated as: Product length = (Position of antisense primer-Position of sense primer) + 1.2. Product position: Primer can be located near the 5' end, the 3' end or any where within specified length. Generally, the sequence close to the 3' end is known with greater confidence and hence preferred most frequently.3. Tm of Product: Melting Temperature (Tm) is the temperature at which one half of the DNA duplex will dissociate and become single stranded. The stability of the primer-template DNA duplex can be measured by the melting temperature (Tm).4. Optimum Annealing temperature (Ta Opt): The formula of Rychlik is most respected. Our products use this formula to calculate it and thousands of our customers have reported good results using it for the annealing step of the PCR cycle. It usually results in good PCR product yield with minimum false product production.Ta Opt = 0.3 x(Tm of primer) + 0.7 x(Tm of product) - 14.9whereTm of primer is the melting temperature of the less stable primer-template pairTm of product is the melting temperature of the PCR product.5. Primer Pair Tm Mismatch Calculation: The two primers of a primer pair should have closely matched melting temperatures for maximizing PCR product yield. The difference of 5oC or more can lead no amplification.。