引物设计原则
作为一个科研狗,日常实验中经常会遇到引物设计,毫无疑问,一对好的引物对实验结果很重要。在设计引物前,我们首先了解一下引物设计的原则,总结为以下7点:
1. 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。
2. 引物长度一般在15~30碱基之间,因为过长会导致其延伸温度大于 74℃,不适于 TaqDNA 聚合酶进行反应。同时,G+C 含量在40%~60%之间,过高或过低都不利于引发反应,而且两条引物之间GC含量不能相差过大。
3. 为了避免引物形成二级结构以及引物之间形成二聚体,引物自身不能有连续4个碱基的互补。引物之间不能有连续4个碱基的互补。
4. 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。
5. 引物的延伸是从3′端开始的,不能进行任何修饰。3′端也不能有形成任何二级结构的可能以免影响扩增。不过引物的5′端可以修饰。
6. 引物所对应模板位置序列的Tm值在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)。
引物设计方法
下面开始介绍设计引物的方法, 总结为以下五种:
1)NCBI在线设计;
2)引物合成公司在线设计;如:
Origene公司,http://www.origene.com.cn/qPCR/primers.aspx;
生工,https://www.sangon.com/newPrimerDesign;
3)Primer 引物设计软件;
4)引物数据库(如Primerbankhttps://pga.mgh.harvard.edu/primerbank/);
5)查询相关文献(建议参考高分的文献)。
1) NCBI在线设计
1. 打开NCBI官网(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/),将搜索数据库改为“Gene”,以白介素6为例:
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2. 在新打开的页面中找到 “NCBI Reference Sequences (RefSeq)”,进入序列页面:
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IL-6的cDNA序列,红色部分为编码区域。
3. 再点击页面右侧的“Pick Primers”:
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4. 再点击”get primers”:
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即可获得引物,网站一般给出十条:
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2)引物合成公司在线设计
① 通过上海生工网站进行设计
首先需要去NCBI上找到基因的参考序列,将序列输入网站,并选择引物用于具体哪个实验以及物种等,最后点击提交即可得到引物序列。
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② 通过Origene公司设计
输入需要设计引物的基因名并选择物种,点击“GO”,网站就会显示出一条序列,值得注意的是,这条序列都是经过验证的通用序列。由于该公司合成引物价格太贵,因此不推荐大家选择这个公司去合成,但是可以使用它们的序列。
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3)通过Primer Premier引物设计软件进行设计
首先将要设计的基因的参考序列复制进去,再点击设计引物,软件会自动设计出一条引物,再单击“AllPrimers”,软件就会显示出所有的引物序列,包括引物序列的各项特征。
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4)通过引物数据库,例如primer bank
需要注意的是,这个网址输入的是基因的NCBI编号或者GI号,这些在NCBI上面都可以查到,不能直接输入基因名。输入后点击“Submit”即可获得引物。
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5)通过查询相关文献,建议通过谷歌学术
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总结
在具体设计引物的时候,推荐大家优先使用高分文献中使用的序列,因为已经经过验证,一般来说不会有什么问题。其次,可以使用Origene这个公司网站进行设计,这个公司只会给你一条序列,但是给出来的一般都是通用的,所以问题也不大。但是对于一些不常见的基因,可能在谷歌学术里面搜不到相关文献,这时候就推荐使用NCBI或者Primer Premier软件进行设计,值得注意的是,由于使用Primer Premier软件进行设计输入的是基因的参考序列,所以设计出来的引物都是没有经过Blast验证的,进一步的话需要去NCBI进行primer blast以验证引物特异性。
关于引物设计方法就介绍到这里了。最后,祝大家实验顺利!
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