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PCR体系中引物占有十分重要的地位
点击次数:71 发布时间:2019-09-06

在整个PCR体系中,引物占有十分重要的地位。PCR的特异性要求引物与靶DNA特异结合,不与其他非目的的DNA结合,PCR的灵敏性要求DNA聚合酶能与引物进行有效的延伸,可见引物设计好坏与PCR结果密切相关。

 

一、PCR引物设计原则

 

1、引物长度一般在15-30bp

引物长度一般为15-30bp,常用的为18-27bp,但不应大于38bp,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GC含量一般为40%-60%

引物GC含量一般为40%-60%,以45-55%为宜,GC含量过高或过低都不利于引发反应。上下游引物GC含量和Tm值要保持接近;

 

3、引物所对应的模板序列的Tm值zui好在72℃左右

Tm值在72℃左右可使复性条件zui佳,至少要在55-80℃之间。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);

 

4、引物3’端的碱基一般不用A

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。

5、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。

 

6、引物3’端的互补、二聚体或发夹结构也可能导致PCR反应失败。

 

7、如扩增编码区域,引物3’端不要终止于密码子的第3位,因密码子的第三位易发生简并,会影响扩增特异性与效率;

 

8、引物5’端可以修饰

引物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。

 

9、碱基要随机分布,且引物自身和引物之间不能有连续4个碱基的互补。

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,否则容易导致错误引发。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zui好是随机的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。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Cross Dimer)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)。否则易导致引物二聚体带的 产生,并且降低引物有效浓度而使PCR反应不能正常进行。

 

10、引物的ΔG值zui好呈正弦曲线形状,即3’端ΔG值较低,而5’端和中间ΔG值相对较高。

ΔG值(自由能)反应了引物与模板结合的强弱程度,一般情况下,引物的ΔG值zui好呈正弦曲线形状,即3’端ΔG值较低,而5’端和中间ΔG值相对较高。3'端的ΔG值相对要低,且绝对值不要超过9,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。

 

11、引物应在核酸保守区内设计并具有特异性。引物与非特异扩增序列的同源性不要超过70%或有连续8个互补碱基同源。

 

二、Real Time PCR引物设计原则

 

Real Time PCR用引物与普通PCR引物设计要求不同。RealTime PCR是让目的基因按照理论值进行扩增,对非特异性反应和引物二聚体要求严格。


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