发布时间:2026-06-30 14: 33: 00
设计PCR引物的时候,要是只盯住GC含量这么一个百分比,那很容易会把事情想简单了。在Oligo里面,查看GC含量具体该怎么操作,碰到GC含量太高又该怎么往下调,这两件事还得把Tm值、引物长度、3‘末端的稳定性,还有会不会形成二级结构,都拢到一块儿去判断才行。下面就以Oligo 7这个版本来讲一讲,其它版本菜单的位置也许会有一点点出入。Oligo本身可以拿来设计PCR引物,也可以设计测序引物和探针,顺带着还能帮你去查看引物序列的碱基组成、熔解温度,以及那些悄悄藏着的二级结构。
一、Oligo怎么查看GC含量
在Oligo里查看一条引物的GC含量,头一步是先把你准备分析的那条引物给选中,然后去打开序列组成的窗口,这一步顺序别弄反。只想看整段模板序列的GC比例是不行的,那个百分比不能直接往引物身上套。
1、打开目标序列
启动好Oligo以后,把DNA序列给导进来,或者在序列显示的那个窗口里头,直接把你正盯着的目标片段粘贴上去也可以。接着有一件事得先确认清楚,就是序列摆放的方向对不对,还有你到底打算扩增哪一块区域,正向引物和反向引物这两条,要一条一条分开去看,别混在一堆。
2、选中需要分析的引物
在软件列出来的一堆候选引物里头,用鼠标去点一下Forward Primer或者Reverse Primer,要是你只关心当前正操作的那一条,那选中Current Oligo也行。万一给出的引物数目比较多,不用着急,先靠它们所待的位置和长度把范围圈得小一点,然后再一条一条地放到一起比较。
3、打开组成分析窗口
顺着菜单栏往下找,点开【Analyze】这一项,再找到里面的【Composition&Tm】并点进去。这个窗口一弹出来,A、T、G、C这四种碱基各自出现了多少次,占了多少比例,就全都能瞧见了,同时G+C的总比例、A+T的总比例,还有用不同条件算出来的Tm值,也都会一行一行地列出来。Oligo 7在计算熔解温度的时候,会去用近邻法,也会用到GC比例法,所以你可能会瞧见不止一个Tm数值摆在上面。
4、同时对比两条引物
因为PCR引物是得成对儿上场的,所以正反两条引物不能拆开来各自单独下判断。除了各自把GC含量看明白以外,还需要把两条引物的Tm值摆到一起比一比,瞧瞧它们之间是不是差得有点多,另外长度上是不是比较接近,最后扩增出来的产物片段大小,是不是跟试验一开始就设想好的那个目标范围合得上。
二、Oligo GC含量过高怎么调整
GC含量要是算出来偏高,虽然引物抓模板会抓得牢靠一些,但麻烦事也会跟着冒出来,比方说Tm值容易被拉得很高,自己容易拧成发卡结构,或者两条引物互相配对的可能也跟着大了。做常规PCR的时候,不少人会把GC含量搁在40%到60%这么一个范围里当参考,不过你手里那条模板如果本身就是一个GC扎堆的地方,那也犯不着为了硬凑那个数字,把引物序列改得走了形。
1、向两侧移动引物位置
先在你原来圈定的那片区域附近,重新挑一下引物的起点或者终点,多数时候只用挪那么三五个碱基,就能把连成串的G或者C给拆散一些,而且你想要的那个扩增范围也能继续保住。
2、调整引物长度
如果引物本身设得偏长,那GC的个数自然也容易跟着攒多,这时可以试着把5‘那一头的序列削短一点,削完以后别忘了掉回头去,再把Tm值和特异性查一遍,看看有没有跟着变差。但是,千万别顺手去剪3’末端的碱基,因为那个位置会直接影响到聚合酶往上延展的效率,也跟错配的风险捆得很紧,随便去动它很不保险。
3、避开连续GC片段
要仔细在引物序列里面找找,看有没有连着好多个G或者C扎成堆的地方,尤其是靠3‘末端那个区域,如果GC一个紧挨着另一个排得太密,就很容易把二级结构和非特异的结合给招出来。做调整的时候,只要能保住一个差不多够用的GC稳定性就行,没必要让它们密密地堆在一块儿。
4、重新平衡正反向引物
等到你把其中一条引物单独改完了,一定别忘了把另一条也重新扯出来,摆到一块儿再比一回。正反两条引物的GC含量不一定非要一模一样,可Tm值之间拉开的差距最好是别太大,否则到了退火这一步,同一个温度很难把两条引物一块儿招呼好,扩增的效果就容易打折扣。
三、Oligo调整引物后还要检查什么
等GC含量被调到你觉得可以接手的程度了,也别急着就把序列发给公司去合成。Oligo这个软件本身还带着一些分析工具,能帮我们再查一查二级结构和可能错误引发的位置,所以这个时候最好趁热打铁,再跑上一轮完整的复核。
1、检查发卡结构
顺着菜单进到【Analyze】底下的【Hairpin Formation】,让软件帮你扫一遍引物自己是不是有形成稳定发卡结构的苗头。Oligo会把那些潜在可能拧起来的发卡,按稳定的程度一个一个排出来,并且附上它们对应的ΔG值和Tm值,这样一来你就能判断要不要绕开这些位置了。
2、检查引物二聚体
再去点开【Analyze】里面那个叫【Duplex Formation】的选项,这里头需要分两样东西来看:一个是引物自己跟自己配对会不会形成自二聚体;另一个是正向引物和反向引物之间互相配对的情形。最要当心的是3’末端,如果在那里冒出来连续互补的碱基,那就很可能在PCR过程中催生出引物二聚体,把正常的扩增产物给抢走一部分。
3、检查错误引发位点
还有一项,去点开【Analyze】菜单里面的【False Priming Sites】,让软件帮你探一探,引物除了在你想要的那个位置结合上去,是不是还容易溜去模板上别的地方,错误地引起合成。GC含量就算已经掉进了你觉得舒服的范围,也不代表特异性就自动合格了,要是模板上搁着一些重复的序列,这种地方尤其得把眼睛睁大一点仔细核对,千万别给漏过去。
总结
概括下来,在Oligo里面查看引物的GC含量,最直截了当的办法就是顺着【Analyze】→【Composition&Tm】这条路径去走,把G+C所占的比例和Tm值都仔细瞧上一遍。要是发现GC含量确实是偏高了,头一步先试着挪一挪引物在模板上的落脚点,接着再去调整引物的长度和那几段连成片的GC,改完之后要紧的是把正反两条引物重新拉到一起平衡一下。等到这些修改全都做下来以后,也还不能算完,还得把发卡结构、二聚体还有错误的引发位点,都挨个儿再查上一圈,这样做才能避免一头把GC百分比给压了下去,另一头却又丢下了新的扩增麻烦。
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