引物,是指在核苷酸聚合作用起始时,刺激合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子,与反应物以共价键形式连接,这样的分子称为引物。
引物通常是人工合成的两段寡核苷酸序列,一个引物与靶区域一端的一条DNA模板链互补,另一个引物与靶区域另一端的另一条DNA模板链互补。
所有的DNA复制都是从一个固定起点开始的,而且目前所知的DNA聚合酶都只能延长DNA链而不能从头合成DNA链。
DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由DNA聚合酶从RNA引物3’末端开始合成新的DNA链。
作用机理:引物是人工合成的两段寡核苷酸序列,一个引物与目的基因一端的一条DNA模板链互补,另一个引物与目的基因另一端的另一条DNA模板链互补。
在PCR(聚合酶链式反应)技术中,已知一段目的基因的核苷酸序列,根据这一序列合成引物,利用PCR扩增技术,目的基因DNA受热变性后解链为单链,引物与单链相应互补序列结合,然后在DNA聚合酶作用下进行延伸,如此重复循环,延伸后得到的产物同样可以和引物结合。
引物设计有3条基本原则:首先引物与模板的序列要紧密互补,其次引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构,再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应(即错配)。
具体实现这3条基本原则需要考虑到诸多因素,如引物长度(primerlength),产物长度(productlength),序列Tm值(meltingtemperature),引物与模板形成双链的内部稳定性(internalstability,用∆G值反映)。
形成引物二聚体(primerdimer)及发夹结构(duplexformationandhairpin)的能值,在错配位点(falseprimingsite)的引发效率,引物及产物的GC含量(composition),等等。
必要时还需对引物进行修饰,如增加限制性内切酶位点,引进突变等。
引物的作用高中生物课本原话
正向引物,反向引物。
引物自身及引物之间不应存在互补序列。连续互补的碱基应该要少于4个。引物应使其G值不要太高,G值越大,则双链越稳定。
引物长度和GC含量要适中。
引物长度大概为18~28bp,但不应大于38bp,引物过短会影响到扩增的特异性,太长的话其延伸温度将会大于74℃,不利Taq酶的催化反应。
若扩增产物为4~5kb,引物最好不要少于24bp。
注意事项:
1、引物的长度一般为15-30 bp,常用的是18-27 (22)bp,但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,不适于Taq DNA聚合酶进行反应。
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2、碱基要随机分布:引物序列在模板内应当没有相似性较高,尤其是3’端相似性较高的序列,否则容易导致错误引发(False priming)。
降低引物与模板相似性的一种方法是,引物中四种碱基的分布最好是随机的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。
3、3′端不应超过3个连续的G或C,如GGG或CCC,因这样会使引物在GC富集序列区错误引发。
4、引物3’端的末位碱基对Taq酶的DNA合成效率有较大的影响。不同的末位碱基在错配位置导致不同的扩增效率,末位碱基为A的错配效率明显高于其他3个碱基,因此应当避免在引物的3’端使用碱基A。
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