相關軟件
NoePrimer2.03獨特的引物設計軟件
Primer Premier6.0DEMO序列分析與引物設計,非常棒的一個軟件。
Oligo7.36Demo引物設計分析著名軟件,主要應用于核酸序列引物分析設計軟件。
Primer D'Signer1.1免費的引物設計輔助軟件,專門用于pASK-IBA和pPR-IBA表達載體,簡化引物設計工作。
Array Designer4.25Demo DNA微陣列(microarray)軟件,批量設計DNA和寡核苷酸引物工具。
Beacon Designer7.80Demo實時熒光定量PCR分子信标(Molecular beacon)及TaqMan探針設計軟件。
NetPrimer JAVA語言寫成的免費引物設計軟件,用IE打開運行。
TGGE-STAR DOS軟件,PCR結合梯度凝膠電泳實驗引物設計軟件。
原則
1、引物最好在模闆cDNA的保守區内設計。
DNA序列的保守區是通過物種間相似序列的比較确定的。在NCBI上搜索不同物種的同一基因,通過序列分析軟件(比如DNAman)比對(Alignment),各基因相同的序列就是該基因的保守區。
引物長度(primer length)常用的是18-27bp,但不應大于38,因為過長會導緻其延伸溫度大于74℃,不适于Taq DNA聚合酶進行反應。n
3、引物GC含量在40%~60%之間,Tm值最好接近72℃。
GC含量(composition)過高或過低都不利于引發反應。上下遊引物的GC含量不能相差太大。另外,上下遊引物的Tm值(melting temperature)是寡核苷酸的解鍊溫度,即在一定鹽濃度條件下,50%寡核苷酸雙鍊解鍊的溫度。n有效啟動溫度,一般高于Tm值5~10℃。若按公式Tm=4(G+C)+2(A+T)估計引物的Tm值,則有效引物的Tm為55~80℃,其Tm值最好接近72℃以使複性條件最佳。n
4、引物3′端要避開密碼子的第3位。
如擴增編碼區域,引物3′端不要終止于密碼子的第3位,因密碼子的第3位易發生簡并,會影響擴增的特異性與效率。n
5、引物3′端不能選擇A,最好選擇T。
引物3′端錯配時,不同堿基引發效率存在着很大的差異,當末位的堿基為A時,即使在錯配的情況下,也能有引發鍊的合成,而當末位鍊為T時,錯配的引發效率大大降低,G、C錯配的引發效率介于A、T之間,所以3′端最好選擇T。n
6、堿基要随機分布。
引物序列在模闆内應當沒有相似性較高,尤其是3’端相似性較高的序列,否則容易導緻錯誤引發(False priming)。n降低引物與模闆相似性的一種方法是,引物中四種堿基的分布最好是随機的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。尤其3′端不應超過3個連續的G或C,因這樣會使引物在GC富集序列區錯誤引發。n
7、引物自身及引物之間不應存在互補序列。
引物自身不應存在互補序列,否則引物自身會折疊成發夾結構(Hairpin)使引物本身複性。這種二級結構會因空間位阻而影響引物與模闆的複性結合。引物自身不能有連續4個堿基的互補。n兩引物之間也不應具有互補性,尤其應避免3′端的互補重疊以防止引物二聚體(Dimer與Cross dimer)的形成。引物之間不能有連續4個堿基的互補。n引物二聚體及發夾結構如果不可避免的話,應盡量使其△G值不要過高(應小于4.5kcal/mol)。否則易導緻産生引物二聚體帶,并且降低引物有效濃度而使PCR反應不能正常進行。n
8、引物5′端和中間△G值應該相對較高,而3′端△G值較低。
△G值是指DNA雙鍊形成所需的自由能,它反映了雙鍊結構内部堿基對的相對穩定性,△G值越大,則雙鍊越穩定。應當選用5′端和中間△G值相對較高,而3′端△G值較低(絕對值不超過9)的引物。引物3′端的△G值過高,容易在錯配位點形成雙鍊結構并引發DNA聚合反應。(不同位置的△G值可以用Oligo6軟件進行分析)n
9、引物的5′端可以修飾,而3′端不可修飾。
引物的5′端決定着PCR産物的長度,它對擴增特異性影響不大。因此,可以被修飾而不影響擴增的特異性。引物5′端修飾包括:加酶切位點;标記生物素、熒光、地高辛、Eu3+等;引入蛋白質結合DNA序列;引入點突變、插入突變、缺失突變序列;引入啟動子序列等。n引物的延伸是從3′端開始的,不能進行任何修飾。3′端也不能有形成任何二級結構可能。n
10、擴增産物的單鍊不能形成二級結構。
某些引物無效的主要原因是擴增産物單鍊二級結構的影響,選擇擴增片段時最好避開二級結構區域。用有關軟件(比如RNAstructure)可以預測估計mRNA的穩定二級結構,有助于選擇模闆。n實驗表明,待擴區域自由能(△G°)小于58.6lkJ/mol時,擴增往往不能成功。若不能避開這一區域時,用7-deaza-2′-脫氧GTP取代dGTP對擴增的成功是有幫助的。n
11、引物應具有特異性。
引物設計完成以後,應對其進行BLAST檢測。如果與其它基因不具有互補性,就可以進行下一步的實驗了。n值得一提的是,各種模闆的引物設計難度不一。有的模闆本身條件比較困難,例如GC含量偏高或偏低,導緻找不到各種指标都十分合适的引物;用作克隆目的的PCR,因為産物序列相對固定,引物設計的選擇自由度較低。在這種情況隻能退而求其次,盡量去滿足條件。