五、PCR 引物设计(包括杂交探针设计)
(一)引物设计的原则
1.引物要跟模板紧密结合;
2.引物与引物之间不能有稳定的二聚体或发夹结构存在;
3.引物不能在别的非目的位点引起高效DNA聚合反应(即错配)。
(二)引物设计需要考虑的因素
?引物长度(primer length),
?产物长度(product length),
?序列Tm值 (melting temperature),
?ΔG值(internal stability),
?引物二聚体及发夹结构(duplex formation and hairpin),
?错误引发位点(false priming site),
?引物及产物GC含量(composition),有时还要对引物进行修饰,如增加限制酶切点,引进突变等。
(三)引物设计要点
?一般引物的长度为16-23bp,常用的长度为18-21bp,过长或过短都不合适。
?引物3’端的碱基一般不用A,因为A在错误引发位点的引发效率相对比较高,而其它三种碱基的错误引发效率相对小一些。
?引物的GC含量一般为45-55%,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。
?引物所对应模板序列的Tm值最好在72℃左右,当然由于模板序列本身的组成决定其Tm值可能偏低或偏高,可根据具体情况灵活运用。
?ΔG值反映了引物与模板结合的强弱程度,也是一个重要的引物评价指标。
?一般情况下,在Oligo 5.0软件的ΔG值窗口中,引物的ΔG值最好呈正弦曲线形状,即5’端和中间部分ΔG值较高,而3’端ΔG值相对较低,且不要超过9(ΔG值为负值,这里取绝对值),如此则有利于正确引发反应而可防止错误引发。
?其原理,引物与模板应具有较高的结合能量,这样有利于引物与模板序列的整合,因此5’端与中间段的ΔG值应较高,而3’端ΔG值影响DNA聚合酶对模板DNA的解链,过高则不利于这一步骤。
?可能的错误引发位点决定于引物序列组成与模板序列组成的相似性,相似性高则错误引发率高,错误引发的引发率一般不要高过100,最好没有错误引发位点,如此可以保证不出非目的产物的假带。
?引物二聚体及发夹结构的能量一般不要超过4.5,否则容易产生引物二聚体带,且会降低引物浓度从而导致PCR正常反应不能进行。
?对引物的修饰一般是增加酶切位点,应参考载体的限制酶识别序列确定,常常对上下游引物修饰的序列选用不同限制酶的识别序列,以有利于以后的工作。