Snapgene引物设计超详细指南

文摘   2025-01-20 07:01   北京  
简单总结一下,如有遗漏,请留言,待内容补全,我们以实例进行详细总结说明。
NCBI查找目的基因CDS序列一文中,找到了目的基因CDS序列,接下就要进行引物设计,毕竟没有引物PCR启动不了,PCR扩增完成,接着就可以进行琼脂糖凝胶电泳技术对PCR产物大小进行验证,如果没问题的话,选择合适的载体进行Snapgene构建重组质粒(表达载体),重组质粒构建完成,选择合适的感受态细胞进行大肠杆菌感受态细胞的制备和质粒转化质粒电转化,将重组质粒导入感受态细胞,工程菌构建完成。
在此过程中,PCR扩增、酶切、酶连、电泳等步骤不是一成不变的,随着试验进行,逐步前进。这一节主要学习一下snapgene引物设计详细步骤。

一、引物设计的原则

1.引物中GC含量应在40%-60%。引物中G、C、A和T基本上平均分配。
2.一般引物长度为18-30bp,上下游引物长度差不超过3个碱基。
3.Tm值介于55-60℃,上下游引物Tm不超过3℃,越接近越好。
4.避免引物之间或自身配对。

二、引物设计详细操作步骤

1.新建DNA文件

打开snapgene软件,新建DNA文件,将基因序列粘贴到空白框中,命名“123”。确定之后就可以看到目的基因序列。

2.设计上游引物

点击左下角“序列”,选中18-30bp碱基,选择碱基过程可以看到碱基对数和Tm值

点击菜单栏“引物”、“添加引物”,出现下面窗口。

点击“顶部链”,如果需要添加酶切位点,可以点击“插入片段”,选择跟载体一致的酶切位点,点击“添加引物到模板”,上游引物设计完成。

3.设计下游引物
同理,下游引物设计跟上游引物设计步骤相似,

4.检查上下游引物

点击左下角“引物”,检查引物是否符合引物设计标准。很明显,上下游引物长度差4,不符合要求,可以重新设计下游引物。

点击“下游引物”,右键“去除下游引物”,重新设计下游引物。再次检查引物设计原则,如果不符合,继续设计。

三、引物设计的技巧

目前,NCBI,Snapgene,Primer等设计引物很简单,只要用鼠标拉出来一段序列,GC含量、Tm值、长度等信息都能够显示出来,根本不需要计算,很方便。如果出错的话,也会有提示。

1.GC含量

引物中GC含量应在40%-60%。

GC间有三个氢键,PCR时,引物中GC含量比例较高,可以很稳定地与模板链结合,反过来,如果AT间有两个氢键,含量高,很容易从模板链上掉下来,复制停止,怎么办?

2.引物长度

一般引物长度为18-30bp,上下游引物长度差不超过3个碱基。

引物的长度要在合理范围内,过短会降低与模板的结合能力,太长又会导致延伸温度过高,影响DNA聚合酶进行PCR反应。设计引物的软件都能显示碱基数。

3.引物中碱基随机分布

选择引物中G、C、A和T基本上平均分配,避免出现聚嘌呤或聚嘧啶。

聚嘌呤或聚嘧啶的存在可能导致引物在模板DNA上形成错误的结合位点,从而降低PCR反应的特异性。

4.避免互补序列

引物自身及引物之间不应存在互补序列。
引物自身存在互补序列会形成发夹结构,这种二级结构会因空间位阻而影响引物与模板DNA的复性结合。两引物之间也不应具有互补性,尤其应避免3'端的互补重叠以防止引物二聚体的形成。这些都会降低PCR反应的特异性和效率。

5.溶解温度Tm

溶解温度Tm,双链解开单链时的温度,GC含量越高,Tm越高,当然还有其他因素,比如引物长度等。

6.3'端选择

引物3'端不能选择A,最好选择T。

引物3'端错配时,不同碱基引发效率存在很大差异。当末位碱基为A时,即使在错配的情况下也能引发链的合成;而当末位为T时,错配的引发效率大大降低。因此,为了提高PCR反应的特异性,引物3'端最好选择T。

7.5'端可修饰

引物的5'端可以修饰,而3'端不可修饰。

可以在5'端引入酶切位点、荧光标记等用于后续的实验操作。软件在插入酶切位点的时候,也是直接插入5'端。不可以从3'端进行任何修饰且不能有形成二级结构的可能。
8.引物检测
引物设计完成后,我们可以使用NCBI的Primer-BLAST检测,以确保其特异性。
祝好!

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