首先引物設(shè)計(jì)
引物設(shè)計(jì)有3 條基本原則:首先引物與模板的序列要緊密互補(bǔ),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(diǎn)引發(fā)DNA 聚合反應(yīng)(即錯(cuò)配)。
具體實(shí)現(xiàn)這3 條基本原則需要考慮到諸多因素,如引物長(zhǎng)度(primer length),產(chǎn)物長(zhǎng)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(cuò)配位點(diǎn)( 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(shí)還需對(duì)引物進(jìn)行修飾,如增加限制性內(nèi)切酶位點(diǎn),引進(jìn)突變等。根據(jù)有關(guān)參考資料[24],引物設(shè)計(jì)應(yīng)注意如下要點(diǎn):
(1)引物的長(zhǎng)度一般為15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不應(yīng)大于38,因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致其延伸溫度大于74℃,不適于taq DNA 聚合酶進(jìn)行反應(yīng)。
(2)引物序列在模板內(nèi)應(yīng)當(dāng)沒(méi)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(cuò)配。引物3’端出現(xiàn)3 個(gè)以上的連續(xù)堿基,如GGG 或CCC,也會(huì)使錯(cuò)誤引發(fā)機(jī)率增加。
(3)引物3’端的末位堿基對(duì)Taq 酶的DNA 合成效率有較大的影響。不同的末位堿基在錯(cuò)配位置導(dǎo)致不同的擴(kuò)增效率,末位堿基為A 的錯(cuò)配效率明顯高于其他3 個(gè)堿基,因此應(yīng)當(dāng)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(duì)PCR 影響不太大,因此常用來(lái)引進(jìn)修飾位點(diǎn)或標(biāo)記物。
(4)引物序列的GC 含量一般為40-60%,過(guò)高或過(guò)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(duì)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(jì)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(duì)的相對(duì)穩(wěn)定性。應(yīng)當(dāng)選用3’端ΔG 值較低(值不超過(guò)9),而5’端和中間ΔG 值相對(duì)較高的引物。引物的3’端的ΔG 值過(guò)高,容易在錯(cuò)配位點(diǎn)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(guò)高(超過(guò)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(jìn)行[8]。
(8)對(duì)引物的修飾一般是在5’端增加酶切位點(diǎn),應(yīng)根據(jù)下一步實(shí)驗(yàn)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(jì)
首先從GenBank 查到VI 型膠原蛋白的α1 鏈的mRMA 序列,序列號(hào)為 NM_001848.其序列長(zhǎng)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(jìn)行引物設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果如下:
我的RT
我的RT
圖2-1 Primer Premier 5.0 進(jìn)行引物設(shè)計(jì)
由表中可知引物的GC 含量較高,擴(kuò)增的片斷較長(zhǎng),而且存在錯(cuò)配和引
物二聚體,在進(jìn)行PCR 擴(kuò)增時(shí)存在一定的困難。