引物設計
① 引物設計中的F、R表示什麼
正向引物,反向引物。
引物自身及引物之間不應存在互補序列。連續互補的鹼基應該要少於4 個。引物應使其G值不要太高,G值越大,則雙鏈越穩定。
引物長度和GC 含量要適中。引物長度大概為18~28 bp,但不應大於38 bp,引物過短會影響到擴增的特異性,太長的話其延伸溫度將會大於74 ℃,不利Taq 酶的催化反應。若擴增產物為4~5 kb,引物最好不要少於24bp。
(1)引物設計擴展閱讀:
注意事項:
1、引物的長度一般為15-30 bp,常用的是18-27 (22)bp,但不應大於38,因為過長會導致其延伸溫度大於74℃,不適於Taq DNA聚合酶進行反應。
2、鹼基要隨機分布: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,否則容易導致錯誤引發(False priming)。降低引物與模板相似性的一種方法是,引物中四種鹼基的分布最好是隨機的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。
3、3′端不應超過3個連續的G或C,如GGG或CCC,因這樣會使引物在GC富集序列區錯誤引發。
4、引物3』端的末位鹼基對Taq酶的DNA合成效率有較大的影響。不同的末位鹼基在錯配位置導致不同的擴增效率,末位鹼基為A的錯配效率明顯高於其他3個鹼基,因此應當避免在引物的3』端使用鹼基A。
② 如何看一個引物設計的好壞
通過引物的參數檢測
引物設計參數:
a
引物長度一般在20bp左右,上下游引物鹼基長度不要相差超過4個鹼基。
b
引物退火溫度一般在58度,不同軟體TM使用不同的演算法,primer3,primer
5,primer
6,primer
express等一般可以設置在55-58度,beacon
design可以設置在65左右。
c
GC含量一般沒什麼特殊要求,40-60最好,如果不好設計,30-80也是可以的。
d
產物長度在100-150,80-200也可以,不要在50bp左右,那樣和引物二聚體不好區分,超過200bp可能會影響PCR擴增。
e
軟體給出的引物不能有發卡結構和超過3-4個鹼基的匹配,特別是3`端不能有鹼基匹配,那樣更容易形成二聚體。
f
引物設計好以後,在NCBI上做一個primer-blast,檢測一下是否有非特異性擴增。
最好還是通過實驗驗證,如果是定量PCR引物
a
溶解曲線單峰,窄而尖,否則可能有非特異性擴增;峰的位置橫坐標一般在80度以上,這個溫度為PCR產物的解鏈溫度,如果在75度附近,可能是引物二聚體,miRNA染料法檢測時,溶解曲線的峰的位置可能在75度附件
b
瓊脂糖電泳為明亮的一條帶,條帶一般在100bp以上,如果設計引物時PCR產物在100bp一下,需要仔細辨認是否為引物二聚體;引物二聚體的條帶一般在50bp左右,條帶彌散,暗。
c
擴增曲線呈「S」形,一般情況下,S形越陡,擴增效率越高,S形越平,擴增效率低。有時會出現擴增曲線只有線性期,沒有指數期的情況,這時一般擴增效率較低,建議檢測一下擴增效率,用標准曲線法計算相對表達量。染料法的擴增曲線比探針法的擴增曲線要好看。
d
樣品Ct值小於30,對於Ct大於30的情況,建議重新設計一對引物,重新調試。如果幾對引物的Ct值都較大,可以適當放寬Ct至35。但是Ct值肯定不能大於35。
③ 引物設計的引物設計原則
1、長度:15—30bp,其來有效長度[Ln=2(G十源C)十(A十T)]一般不大於38,否則PCR的最適延伸溫度會超過Taq酶的最佳作用溫度(74度),從而降低產物的特異性。
2、G十c含量:應在40%一60%之間,PCR擴增中的復性溫度一般是較低Tm值引物的Tm值減去5—10度。引物長度小於20時,其Tm恆等於4×(G十C)十2×(A十T)。
3、鹼基分布的隨機性:應避免連續出現4個以上的單一鹼基。尤其是不應在其3』端出現超過3個的連續G或C,否則會使引物在G十C富集序列區錯誤引發。
4、引物自身:不能含有自身互補序列,否則會形成發夾樣二級結構。
5、引物之間:兩個引物之間不應有多於4個的互補或同源鹼基,不然會形成引物二聚體,尤應避免3』端的互補重疊。
6、上下游引物的互補性:一個引物的3『末端序列不允許結合到另一個引物的任何位點上。
7、3』末端:如果可能的話,每個引物的3『末端鹼基應為G或C。
8、引物應當超出限制性內切酶識別位點至少3個核苷酸。
④ 引物設計時為什麼要設計兩個他們兩個是什麼關系
引物 (primer)
引物,是一小段單鏈DNA或RNA,作為DNA復制的起始點,存在於自然中生物的DNA復制(內RNA引物)和聚合酶鏈容式反應(PCR)中人工合成的引物(通常為DNA引物)。引物(DNA,RNA的) primer 指在核酸合成反應時,作為每個多核苷酸鏈進行延伸的出發點而起作用的多核苷酸鏈,在引物的3′-OH上,核苷酸以二酯鏈形式進行合成,因此引物的3′-OH,必須是游離的。
引物是人工合成的兩段寡核苷酸序列,一個引物與感興趣區域一端的一條DNA模板鏈互補,另一個引物與感興趣區域另一端的另一條DNA模板鏈互補。
在PCR(聚合酶鏈式反應)技術中,已知一段目的基因的核苷酸序列,根據這一序列合成引物,利用PCR擴增技術,
引物的結合目的基因DNA受熱變性後解鏈為單鏈,引物與單鏈相應互補序列結合,然後在DNA聚合酶作用下進行延伸,如此重復循環,延伸後得到的產物同樣可以和引物結合。
⑤ 引物設計的、軟體有哪些有什麼優點和缺點
引物設計相關軟體!
NoePrimer 2.03 獨特的引物設計軟體
Primer Premier 6.0 DEMO 序列分析與引物設計,非常棒的一個軟體。
Oligo 7.36 Demo 引物設計分析著名軟體,主要應用於核酸序列引物分析設計軟體。
Primer D'Signer 1.1 免費的引物設計輔助軟體,專門用於pASK-IBA和pPR-IBA表達載體,簡化引物設計工作。
Array Designer 4.25 Demo DNA微陣列(microarray)軟體,批量設計DNA和寡核苷酸引物工具。
Beacon Designer 7.80 Demo 實時熒光定量PCR分子信標(Molecular beacon )及TaqMan探針設計軟體。
NetPrimer JAVA語言寫成的免費引物設計軟體,用IE打開運行。
TGGE-STAR DOS軟體,PCR結合梯度凝膠電泳實驗引物設計軟體。
e-PCR 2.3.9 電子克隆是一種電腦軟體,用來識別DNA序列標簽位點(STSs)。
FastPCR 6.0.165b2 快速設計各種類型PCR引物,還包括一些常用的DNA與蛋白序列軟體工具;
OligoMaster 1.0.164 多用戶寡核苷酸管理軟體,可建立寡核苷酸資料庫
PerlPrimer v1.1.19 一個免費的用來設計引物的開源軟體。
AmplifX 1.5.4 設計與管理引物的軟體。
AutoDimer 1.0 快速篩選二聚體引物軟體。
MutaPrimer 1.00 用於定點突變的引物設計桌面工具軟體
ORFprimer 1.6.4.1 JAVA語言設計的引物設計軟體
Primer Prim'er 5.6.0 Flash製作的PCR引物設計軟體。
PCR Analyzer 1.0 實時RT-PCR反應中估算初始擴增子濃度軟體
在線工具
DNAWorks 3.0 是一個幫助進行基因合成的設計寡核苷酸序列的免費程序。 程序僅需要輸入一些簡單的信息,比如,目標蛋白的氨基酸序列及合成核酸序列的溫度。程序輸出的為適合所選擇生物表達的優化密碼子的核酸序列。利用DNAWorks的幫助,用兩步PCR法,可以成功合成長度達到3000鹼基對的基因。原始網站。
The Primer Generator 在線引物設計程序。
Primer 3 比較有名的在線引物設計程序。
Primo Pro 3.4 在線PCR引物設計java系列軟體。
Web Primer 斯坦福大學提供的在線引物設計軟體。
AutoPrime 快速設計真核表達實時定量PCR引物在線軟體 .
一般性引物自動搜索可採用「Premier Primer 5」軟體,而引物的評價分析則可採用「Oligo 6」軟體。
附上兩款軟體使用方法!
Primer Premier 5.0 的使用技巧簡介
1. 功能
「Premier」的主要功能分四大塊,其中有三種功能比較常用,即引物設計( )、限制性內切酶位點分析( )和DNA 基元(motif)查找( )。「Premier」還具有同源性分析功能( ),但並非其特長,在此略過。此外,該軟體還有一些特殊功能,其中最重要的是設計簡並引物,另外還有序列「朗讀」、DNA 與蛋白序列的互換( )、語音提示鍵盤輸入( )等等。
有時需要根據一段氨基酸序列反推到DNA 來設計引物,由於大多數氨基酸(20 種常見結構氨基酸中的18 種)的遺傳密碼不只一種,因此,由氨基酸序列反推DNA 序列時,會遇到部分鹼基的不確定性。這樣設計並合成的引物實際上是多個序列的混和物,它們的序列組成大部分相同,但在某些位點有所變化,稱之為簡並引物。遺傳密碼規則因物種或細胞亞結構的不同而異,比如在線粒體內的遺傳密碼與細胞核是不一樣的。「Premier」可以針對模板DNA 的來源以相應的遺傳密碼規則轉換DNA 和氨基酸序列。軟體共給出八種生物亞結構的不同遺傳密碼規則供用戶選擇,有纖毛蟲大核(Ciliate Macronuclear)、無脊椎動物線粒體(Invertebrate Mitochondrion)、支原體(Mycoplasma)、植物線粒體(Plant Mitochondrion)、原生動物線粒體(Protozoan Mitochondrion)、一般標准(Standard)、脊椎動物線粒體(Vertebrate Mitochondrion)和酵母線粒體(Yeast Mitochondrion)。
2. 使用步驟及技巧
「Premier」軟體啟動界面如下:
(轉載的時候就沒有圖)
其主要功能在主界面上一目瞭然(按鈕功能如上述)。限制性酶切點分析及基元查找功能比較簡單,點擊該功能按鈕後,選擇相應的限制性內切酶或基元(如-10 序列,-35 序列等),按確定即可。常見的限制性內切酶和基元一般都可以找到。你還可以編輯或者添加新限制性內切酶或基元。
進行引物設計時,點擊按鈕,界面如下:
進一步點擊按鈕,出現「search criteria」窗口,有多種參數可以調整。搜索目的(Seach For)有三種選項,PCR 引物(PCR Primers),測序引物(Sequencing Primers),雜交****(Hybridization Probes)。搜索類型(Search Type)可選擇分別或同時查找上、下游引物(Sense/Anti-sense Primer,或Both),或者成對查找(Pairs),或者分別以適合上、下游引物為主(Compatible with Sense/Anti-sense Primer)。另外還可改變選擇區域(Search Ranges),引物長度(Primer Length),選擇方式(Search Mode),參數選擇(Search Parameters)等等。使用者可根據自己的需要設定各項參數。如果沒有特殊要求,建議使用默認設置。然
後按,隨之出現的Search Progress 窗口中顯示Search Completed 時,再按,這時搜索結果以表格的形式出現,有三種顯示方式,上游引物(Sense),下游引物(Anti-sense),成對顯示(Pairs)。默認顯示為成對方式,並按優劣次序(Rating)排列,滿分為100,即各指標基本都能達標(如下圖)。
點擊其中一對引物,如第1#引物,並把上述窗口挪開或退出,顯示「Peimer Premier」主窗口,如圖所示:
該圖分三部分,最上面是圖示PCR 模板及產物位置,中間是所選的上下游引物的一些性質,最下面是四種重要指標的分析,包括發夾結構(Hairpin),二聚體(Dimer),錯誤引發情況(False Priming),及上下游引物之間二聚體形成情況(Cross Dimer)。當所分析的引物有這四種結構的形成可能時,按鈕由變成,點擊該按鈕,在左下角的窗口中就會出現該結構的形成情況。一對理想的引物應當不存在任何一種上述結構,因此最好的情況是最下面的分析欄沒有,只有。值得注意的是中間一欄的末尾給出該引物的最佳退火溫度,可參考應用。
在需要對引物進行修飾編輯時,如在5』端加入酶切位點,可點擊,然後修改引物序列。若要回到搜索結果中,則點擊按鈕。如果要設計簡並引物,只需根據源氨基酸序列的物種來源選擇前述的八種遺傳密碼規則,反推至DNA 序列即可。對簡並引物的分析不需像一般引物那樣嚴格。總之,「Premier」有優秀的引物自動搜索功能,同時可進行部分指標的分析,而且容易 使用,是一個相當不錯的軟體。
Oligo 6.22 使用技巧簡介
1. 功能
在專門的引物設計軟體中,「Oligo」是最著名的。它的使用並不十分復雜,但初學者容易被其復雜的圖表嚇倒。Oligo 5.0 的初始界面是兩個圖:Tm 圖和ΔG 圖;Oligo 6.22 的界面更復雜,出現三個圖,加了個Frq 圖。「Oligo」的功能比「Premier」還要單一,就是引物設計。但它的引物分析功能如此強大以至於能風靡全世界。
2. 使用(以Oligo 6.22 為例)
Oligo 6.22 的啟動界面如下:
圖中顯示的三個指標分別為Tm、ΔG 和Frq,其中Frq 是6.22 版本的新功能,為鄰近6至7 個鹼基組成的亞單位在一個指定資料庫文件中的出現頻率。該頻率高則可增加錯誤引發的可能性。因為分析要涉及多個指標,起動窗口的cascade 排列方式不太方便,可從windows菜單改為tili 方式。如果覺得太擁擠,可去掉一個指標,如Frq,這樣界面的結構同於Oligo5.0,只是顯示更清楚了。
經過Windows/Tili 項後的顯示如圖:
在設計時,可依據圖上三種指標的信息選取序列,如果覺得合適,可點擊Tm 圖塊上左下角的Upper 按鈕,選好上游引物,此時該按鈕變成,表示上游引物已選取好。下游引物的選取步驟基本同上,只是按鈕變成Lower。∆G 值反映了序列與模板的結合強度,最好引物的∆G 值在5』端和中間值比較高,而在3』端相對低(如圖:)
Tm 值曲線以選取72℃附近為佳,5』到3』的下降形狀也有利於引物引發聚合反應。Frq 曲線為「Oligo 6」新引進的一個指標,揭示了序列片段存在的重復機率大小。選取引物時,宜選用3』端Frq 值相對較低的片段。
當上下游引物全選好以後,需要對引物進行評價並根據評價對引物進行修改。首先檢查引物二聚體尤其是3』端二聚體形成的可能性。需要注意的是,引物二聚體有可能是上游或下游引物自身形成,也有可能是在上下游引物之間形成(cross dimer)。二聚體形成的能值越高,越不符合要求。一般的檢測(非克隆)性PCR,對引物位置、產物大小要求較低,因而應盡可能選取不形成二聚體或其能值較低的引物。第二項檢查是發夾結構(hairpin);與二聚體相同,發夾結構的能值越低越好。一般來說,這兩項結構的能值以不超過4.5 為好。
當然,在設計克隆目的的PCR 引物時,引物兩端一般都添加酶切位點,必然存在發夾結構,而且能值不會太低。這種PCR 需要通過靈活調控退火溫度以達到最好效果,對引物的發夾結構的檢測就不應要求太高。第三項檢查為GC 含量,以45-55%為宜。有一些模板本身的GC 含量偏低或偏高,導致引物的GC 含量不能被控制在上述范圍內,這時應盡量使上下游引物的GC 含量以及Tm 值保持接近,以有利於退火溫度的選擇。如果PCR 的模板不是基因組DNA,而是一個特定模板序列,那麼最好還進行False priming site 的檢測。這項檢查
可以看出引物在非目的位點引發PCR 反應的可能性。如果引物在錯配位點的引發效率比較高,就可能出假陽性的PCR 結果。一般在錯配引發效率以不超過100 為好,但對於特定的模板序列,還應結合比較其在正確位點的引發效率。如果兩者相差很大,比如在正確位點的引發效率為450 以上,而在錯誤位點的引發效率為130,那麼這對引物也是可以接受的。當我們結束以上四項檢測,按Alt+P 鍵彈出PCR 窗口,其中總結性地顯示該引物的位置、產物大小、Tm 值等參數,最有用的是還給出了推薦的最佳退火溫度和簡單的評價。
由於「Oligo」軟體的引物自動搜索功能與「Primer Premier 5」的相類似,並且似乎並不比後者更好用,在此不再贅述。其實,使用軟體自動搜索引物就是讓計算機按照人的要求去尋找最佳引物,如果參數設置得當將大大提高工作效率。
除了本地引物設計軟體之外,現在還有一些網上引物設計軟體,如由Whitehead Institute開發的「Primer 3」等(本網站http://210.72.11.60/ 已引進並調試好該軟體,歡迎使用)。該軟體的獨特之處在於,對全基因組PCR 的引物設計;可以將設計好的引物對後台核酸資料庫進行比對,發現並排除可引發錯配的引物。因此建議經常做全基因組PCR 的用戶試用。
⑥ 如何設計引物
2.在框中粘貼入你的原始序列(要比你要擴的目的片段兩端延伸一點) 3.在框的下方有許多可以設定的限制條件,如片段長度,一定包含的片段位置,引物長度,引物退火溫度等,你可以進行設定 4.點擊"pickup primers"就會出現下一頁,上面會列出多種設計,一般來說,第一對引物是最適合的。 同時引物設計和選擇目的DNA序列區域時可遵循下列原則: (1) 引物長度約為16-30bp,太短會降低退火溫度影響引物與模板配對,從而使非特異性增高。太長則比較浪費,且難以合成。 (2) 引物中G+C含量通常為40%-60%,可按下式粗略估計引物的解鏈溫度 Tm=4(G+C)+2(A+T). (3) 四種鹼基應隨機分布,在3'端不存在連續3個G或C,因這樣易導致錯誤引發。 (4) 引物3'端最好與目的序列閱讀框架中密碼子第一或第二位核苷酸對應, 以減少由於密碼子擺動產生的不配對。 (5) 在引物內, 尤其在3'端應不存在二級結構。 兩引物之間尤其在3'端不能互補, 以防出現引物二聚體, 減少產量。兩引物間最好不存在4個連續鹼基的同源性或互補性。 (7) 引物5'端對擴增特異性影響不大, 可在引物設計時加上限制酶位點、核糖體結合位點、起始密碼子、缺失或插入突變位點以及標記生物素、熒光素、地高辛等. 通常應在5'端限制酶位點外再加1-2個保護鹼基。 引物不與模板結合位點以外的序列互補。所擴增產物本身無穩定的二級結構, 以免產生非特異性擴增,影響產量。 (9) 簡並引物應選用簡並程度低的密碼子, 例如選用只有一種密碼子的Met, 3'端應不存在簡並性。否則可能由於產量低而看不見擴增產物。
⑦ 請教引物設計
VECTOR設計引物必須為特異性性引物首先需要注意酶切位點位置。其次為了保證得到完整的酶切位點及准確性一般距離位點50-100BP鹼基處設計引物.設計引物具體原則如下:
測序用引物要求非常嚴格,不同於PCR用引物。PCR用引物一般只要能和模板結合,3』端的幾個鹼基能完全配對,即使引物長達80~100多個鹼基,只要調整PCR反應條件,也能成功進行PCR反應。而測序用引物便不一樣了,必須嚴格符合以下要求。
(1)長度在18~25個鹼基左右,一般選擇20個鹼基(根據GC含量作適當調整),
(2)3』端盡量選擇G或C鹼基(但不絕對),以增加與模板的結合能力。
(3)Tm溫度應選擇50℃~70℃左右。
(4)GC含量應選擇在50%左右,盡量避開A、T、G、C的連續結構。
(5)避開引物自身形成發夾結構或引物二聚體結構等復雜結構。
(6)保證引物和模板100%匹配,特別是3』端的幾個鹼基一定要100%匹配。同時必須嚴格保證引物和模板之間只能有一個結合位點。
⑧ 「引物」設計的原則是什麼
引物設計有 3 條基本原則:
引物與模板的序列要緊密互補。
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)。
⑨ 引物設計
NoePrimer:獨一無二的引物設計工作站
NoePrimer是獨特的引物設計軟體,它可以把繁雜的引物設計過程簡單化,滿足您復雜而專業的設計需要。
NoePrimer為引物設計提供了簡單的、直觀的、圖形化的模板和引物序列展示。它不但能進行常規PCR引物、雜交探針和測序引物的設計,同時,它還能進行多重PCR引物分析以及高通量的引物搜索和查找功能。
NoePrimer的與眾不同之處在於:
1.界面清晰、方便友好且擁有豐富的序列信息。
2.易學易用。只需要簡單的按幾個按鈕或自動搜索就可以設計您需要的引物。
3.直觀的圖形化展示PCR產物、發夾結構、引物二聚體和錯配,方便您的分析。
4.設計和搜索多重引物,包括PCR引物、序列探針和測序引物。並具有高通量的多序列引物搜索功能。
5.靈活而強大的參數設置,包括添加接頭和查找與已經存在的引物相配的引物。
6.跟蹤引物。可以輕易的把引物保存於引物庫中,並可以訂購所選的引物。
7.整合圖形化序列特徵,進一步協助您設計引物。
8.實行中英文界面互換
⑩ 簡述引物設計的基本原則
1.PCR技術基本原理:PCR技術的基本原理類似於DNA的天然復制過程,其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。 2.PCR由變性--退火--延伸三個基本反應步驟構成:①模板DNA的變性:模板DNA經加 熱至93℃左右一定時間後,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結合,為下輪反應作準備;②模板DNA與引 物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈後,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合;③引物的延伸:DNA模板--引物結合 物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按鹼基配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA 鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復制鏈」,而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。 3.PCR反應條件為溫度、時間和循環次數。 4.PCR的特點:特異性強。對標本的純度要求低。靈敏度高。 5.PCR反應的特異性決定因素為: ①引物與模板DNA特異正確的結合; ②鹼基配對原則; ③Taq DNA聚合酶合成反應的忠實性; ④靶基因的特異性與保守性。