首先引物設(shè)計
引物設(shè)計有3 條基本原則:首先引物與模板的序列要緊密互補,其次引物與引物之間避免形成穩(wěn)定的二聚體或發(fā)夾結(jié)構(gòu),再次引物不能在模板的非目的位點引發(fā)DNA 聚合反應(yīng)(即錯配)。
具體實現(xiàn)這3 條基本原則需要考慮到諸多因素,如引物長度(primer length),產(chǎn)物長度 (product length),序列Tm 值 (melting temperature),引物與模板形成雙鏈的內(nèi)部穩(wěn)定性(internal stability, 用ΔG 值反映),形成引物二聚體(primer dimer)及發(fā)夾結(jié)構(gòu)(duplex formation and hairpin)的能值,在錯配位點( false priming site ) 的引發(fā)效率, 引物及產(chǎn)物的GC 含量(composition),等等。必要時還需對引物進行修飾,如增加限制性內(nèi)切酶位點,引進突變等。根據(jù)有關(guān)參考資料[24],引物設(shè)計應(yīng)注意如下要點:
(1)引物的長度一般為15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不應(yīng)大于38,因為過長會導(dǎo)致其延伸溫度大于74℃,不適于taq DNA 聚合酶進行反應(yīng)。
(2)引物序列在模板內(nèi)應(yīng)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(dǎo)致錯配。引物3’端出現(xiàn)3 個以上的連續(xù)堿基,如GGG 或CCC,也會使錯誤引發(fā)機率增加。
(3)引物3’端的末位堿基對Taq 酶的DNA 合成效率有較大的影響。不同的末位堿基在錯配位置導(dǎo)致不同的擴增效率,末位堿基為A 的錯配效率明顯高于其他3 個堿基,因此應(yīng)當避免在引物的3’端使用堿基A。另外,引物二聚體或發(fā)夾結(jié)構(gòu)也可能導(dǎo)致PCR 反應(yīng)失敗。5’端序列對PCR 影響不太大,因此常用來引進修飾位點或標記物。
(4)引物序列的GC 含量一般為40-60%,過高或過低都不利于引發(fā)反應(yīng)。上下游引物的GC 含量不能相差太大。
(5)引物所對應(yīng)模板位置序列的Tm 值在72℃左右可使復(fù)性條件。Tm 值的計算有多種方法,如按公式Tm=4(G+C)+2(A+T),在Oligo 軟件中使用的是zui鄰近法(the nearest neighbor method) 。
(6)ΔG 值是指DNA 雙鏈形成所需的自由能,該值反映了雙鏈結(jié)構(gòu)內(nèi)部堿基對的相對穩(wěn)定性。應(yīng)當選用3’端ΔG 值較低(值不超過9),而5’端和中間ΔG 值相對較高的引物。引物的3’端的ΔG 值過高,容易在錯配位點形成雙鏈結(jié)構(gòu)并引發(fā)DNA 聚合反應(yīng)。
(7)引物二聚體及發(fā)夾結(jié)構(gòu)的能值過高(超過4.5kcal/mol)易導(dǎo)致產(chǎn)生引物二聚體帶,并且降低引物有效濃度而使PCR 反應(yīng)不能正常進行[8]。
(8)對引物的修飾一般是在5’端增加酶切位點,應(yīng)根據(jù)下一步實驗中要插入PCR 產(chǎn)物的載體的相應(yīng)序列。
1.1.1 PCR 的引物設(shè)計
首先從GenBank 查到VI 型膠原蛋白的α1 鏈的mRMA 序列,序列號為 NM_001848.其序列長為 4164bp,其中98 到3184 為VI 型膠原蛋白的α1鏈的編碼序列,98 到865 編碼VI 型膠原蛋白的α1 鏈的氨基端球狀結(jié)構(gòu)域,
866 到1873 編碼膠原的三股螺旋結(jié)構(gòu)域,1874 到3181 編碼VI 型膠原蛋白的α1 鏈的羧基端球狀結(jié)構(gòu)域。
接著采用Primer Premier 5.0 進行引物設(shè)計,設(shè)計結(jié)果如下:
我的RT
我的RT
圖2-1 Primer Premier 5.0 進行引物設(shè)計
由表中可知引物的GC 含量較高,擴增的片斷較長,而且存在錯配和引
物二聚體,在進行PCR 擴增時存在一定的困難。