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引物设计原则(Principle of real-time quantiation PCR primer )

2019.10.27

1、引物的长度一般为15-30bp,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°C,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°C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软件中使用的是最临近法(the nearest neighbor method)。

6、△G值是指DNA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△G较低(绝对值不超过9),而5’端和中间△G值相对较高的引物。引物的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。

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、对应物的修饰一般是在5’端增加酶切位点,应根据下一步实验中要插入PCR引物的载体的相应序列而确定。

引物序列应该都写成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。如这个区域单链能形成二级结构,就要避开它。如这一段不能形成二级结构,那就可以在这一区域设计引物。

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 产物长度一般在15~30碱基之间

④ G+C含量在40%~60%之间。

⑤ 碱基要随机分布。

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 引物3’端不可修饰。

 ⑩ 引物3’端要避开密码子的第3位。

1、 引物的特异性

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。

2、 避开产物的二级结构区

某些引物无效的主要原因是引物重复区DNA二级结构的影响,选择扩增片段时最好避开二级结构区域。用有关计算机软件可以预测估计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。


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