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引物设计,那些你大概不知道的秘密

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2017-08-18 13:45

正文

引物的设计固然简单,当然,会有一些稍微有点基础的同学,觉得我昨天讲的引物设计太低蜂了


其实我确实没讲什么,就讲了你们设计引物的时候Tm值最好设计到60℃,别的复杂结构完全可以不用去考虑而已。嗯,确实不难


但PCR发展了这么多年,难道真的没有什么特别高深的引物设计是你们没怎么听过的么?额,当然有咯。我相信知道这些的人呢并不是很多。


首先来个简单的,你们知道引物的碱基序列一共几个字母么?四个?不,并不是ATCG这四个字母,代表引物序列的碱基一共有16个字母……




ATCG大家都熟悉,那第二行的是什么呢?第二行是简并引物的代表字母。R=A/G,Y=C/T,M=A/C,K=G/T,S=C/G,W= A/T,H= A/C/T,B= C/G/T,V=A/C/G, D=A/G/T,N=A/C/G/T。


举个例子,比如你设计的要扩增基因,有个碱基不确定,不知道是A还是G,那就用R来表示这个碱基。引物合成公司就会给你合成两条引物,然后混合在一起,这就是简并引物。用简并引物话,无论那个位点是什么碱基,都能扩增。


还有一个是I,也就是次黄嘌呤,这个是可以和ATCG任何一个碱基结合的,可以替代N。


接着,我们讲讲修饰。当然你们会说,我知道!我知道!做探针要用修饰的!加Fam和MGB!


嗯,没错,这个就是初阶的引物修饰——做成Taqman探针。



通过聚合酶的外切酶活性,将荧光基团(如FAM)和淬灭基团(如MGB)分开,使之可以激发Fam的荧光。


当然,这些是你们知道的,可能知识面再广一点的,可能会知道引物的生物素标记或者地高辛标记。这个通常用在Southern Blot的探针上,来替代同位素探针。



除了这些,还有很多种你们基本没听过的修饰方法,比如磷酸化修饰和间臂(Spacer)。引物在3'末端如果加上了这两种修饰的一种,就会导致………………引物没法延伸,也就是没法扩增。



卧槽,引物要是不能扩增,要这种引物有什么用?当然有用咯,一般会把这类修饰的引物作为Blocker,就是竞争性阻碍的探针。比如,我想扩增A基因,但是有个跟A基因同源性特别高的B基因,引物上就差几个碱基。那怎么办?就用Blocker把B基因的引物结合区封起来,无法扩增就OK了。当然如果作为探针的Blocker也可以,因为修饰后,外切酶也切不动了。



还有一种有用的修饰,叫做硫代修饰和氨基修饰。这个估计你们更不会用了,这个都属于课外阅读项目了。首先要了解是,引物结合后,通过聚合酶延伸来进行扩增。



但这个是Taq酶的套路,还有一种高保真酶,是在构建质粒常用的酶。这种酶脾气粗暴,有外切酶活性,就是只要和引物不匹配,那就把模板给锯掉。



但是,一旦用硫代或者氨基修饰后,会抑制高保真酶的脾气,就是不会锯掉模板了。



这有啥用呢?这个一般会用在一种叫做ARMS的PCR上,就是等位基因特异性扩增法。等位基因有碱基的差异(或者是SNP),就把这个差异设计在引物3’末端,并且引入错配,这样一旦3’末端无法结合,那就无法扩增出来了。硫代修饰配合pfu酶扩增,可以使得ARMS的扩增特异性放大,效果相对于普通的ARMS要来得稳定些。


华丽丽的分割线


李莫愁博士:如果就是简单的引物设计,我估计你们谁都用不上这些七七八八的修饰以及简并引物。但是知道一点,总比什么都不了解要来得强吧。或许你老板突发奇想,要做SNP检测也说不定呢?好啦,今天就先策到这里吧。

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