首先引物設計
引物設計有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定的二聚體或發夾結構,再次引物不能在模板的非目的位點引發DNA 聚合反應(即錯配)。
具體實現這3 條基本原則需要考慮到諸多因素,如引物長度(primer length),產物長度 (product length),序列Tm 值 (melting temperature),引物與模板形成雙鏈的內部穩定性(internal stability, 用ΔG 值反映),形成引物二聚體(primer dimer)及發夾結構(duplex formation and hairpin)的能值,在錯配位點( false priming site ) 的引發效率, 引物及產物的GC 含量(composition),等等。必要時還需對引物進行修飾,如增加限制性內切酶位點,引進突變等。根據有關參考資料[24],引物設計應注意如下要點:
(1)引物的長度一般為15-30 bp,常用的是18-27 bp,但不應大于38,因為過長會導致其延伸溫度大于74℃,不適于taq DNA 聚合酶進行反應。
(2)引物序列在模板內應當沒有相似性較高,尤其是3’端相似性較高的序列,否則容易導致錯配。引物3’端出現3 個以上的連續堿基,如GGG 或CCC,也會使錯誤引發機率增加。
(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,因此應當避免在引物的3’端使用堿基A。另外,引物二聚體或發夾結構也可能導致PCR 反應失敗。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反應。上下游引物的GC 含量不能相差太大。
(5)引物所對應模板位置序列的Tm 值在72℃左右可使復性條件。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,該值反映了雙鏈結構內部堿基對的相對穩定性。應當選用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構并引發DNA 聚合反應。
(7)引物二聚體及發夾結構的能值過高(超過4.5kcal/mol)易導致產生引物二聚體帶,并且降低引物有效濃度而使PCR 反應不能正常進行[8]。
(8)對引物的修飾一般是在5’端增加酶切位點,應根據下一步實驗中要插入PCR 產物的載體的相應序列。
1.1.1 PCR 的引物設計
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 鏈的氨基端球狀結構域,
866 到1873 編碼膠原的三股螺旋結構域,1874 到3181 編碼VI 型膠原蛋白的α1 鏈的羧基端球狀結構域。
接著采用Primer Premier 5.0 進行引物設計,設計結果如下:
我的RT
我的RT
圖2-1 Primer Premier 5.0 進行引物設計
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。