引物是用于通过酶开始DNA复制的DNA的短片段DNA聚合酶在一个聚合酶链式反应(PCR)。引物通常为18-25个核苷酸的长度,并将(退火)结合到单链DNA的互补区域,称为模板链。当底漆结合时,聚合酶也可以在引物的3'末端结合DNA(图1)。结合底漆的3'末端后,DNA聚合酶将复制DNA模板链。

图1:引物在DNA合成期间的作用概述

底漆设计

如果我们被赋予DNA片,如下所示,并且想要设计将在PCR反应中放大这整个区域的引物,我们必须将引物放置在序列的每一端。底漆区域以下序列以粗体显示:

DNA聚合酶只能将核苷酸添加到DNA链的3'末端。因为引物是通过聚合酶制备的新DNA链的“起始点”,所以我们必须确保我们的引物的3'末端朝向正确的方向,使其序列之间两种引物被复制,而不是序列离开来自引物。由于DNA链是反平行的,所以引物必须与不同的股线结合。这如下图所示:

我们现在已经找到了引物的放置,并且只需要确定序列。我们可以观察到引物需要退火(结合)的序列,因此引物序列必须与它们结合的股线互补。引物通常为18-25个碱基。在这里,我们将设计20个基础底漆。左引物(引物1)通常称为前向(FV)引物,并且右是反向(RV)引物。

实际上,在设计引物时,有更多的因素需要考虑。例如,我们希望避免二聚体形成,这意味着引物与自己粘合而不是单链DNA。更新的是,引物的熔化温度决定了模板DNA /底漆双链体的稳定性。幸运的是,已经开发了许多程序,在给定输入序列(要放大的序列)时,将这些参数考虑并设计您的底漆。

PCR产品长度

PCR产物的长度通过底漆的放置来确定。在该图中,我们遵循单链,观察引物放置如何通过多回合的复制缩短片段长度(需要三轮以获得第一双链片段,其中两个链是引物的长度)。

PCR产物的长度由引物的放置来确定(图2)。

图2:DNA链的引物退火和延伸由于特异性引物的结合,在多轮复制期间复制并缩短单个DNA链(需要3轮以获得第一种双链片段,其中两个链是引物的长度)。

在PCR反应中,选择引物使得它们框架所需的序列。这也决定了所得片段的长度,并且引物包括在最终PCR产物中。

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