More Related Content
Similar to Best PCR protocol
Similar to Best PCR protocol (6)
Best PCR protocol
- 1. سازی بهینهPCR1
(پلیمراز ای زنجیره واکنشPCRابتکاری جدید ابزار )یک
مشابه برتحقیقات تاثیر یک که است بیولوژیکی مولکولهای برای
(و االثر محدود های آنزیم کشف از که ایsouthern blotاست داشته ).
PCRاز تنها رشته یک که است حساس ای بگونهDNAشده تقویت
ژنومیک کمپلکس مخلوط از عادی صورت به تنها رشته ژنهای کپی و
مقدور آگاروز ژل روی باندهای بصورت آن گسترش و شده استخراج
.است گشته
PCRبه ویا سریع انداختن پرده برای مستقیم بطور تواند می
( کردن مرتب ترتیبsequencingالحاق و دوتایی تقسیم جهت )
کلونیهای.پیشرفتهایی رود کار به باکتریایی فازپالکوزیا
از استفاده مانندDNAو گرما به مقاوم مرازهای پلی
توسط شده ابداع روش که نمودن اتوماتیکkary mullisباشد می
بیشمار و گوناگون کاربردهای توسعهPCRجستجوهای میان از را
برای نویس پیش یک .بدون است داده پرورش عمومیموقعیتها همه
هر عملکرد نتیجا بود خواهد مناسب اعتراض قابل غیرPCRجدید
پیش مشکالتی مواردی در نیست سازی بهینه نیازمند مشابه طور به
محصول از کمی بازده یا نیست تشخیص قابل یا محصول که اید می
. آید می بدست
از ناشی )(معمولی اختصاصی غیر ای زمینه باندهای حضور
باشد می پرایمرها غلط کشش یا اشتباه نمودن آسترکاری.
مورد محصول تقویت برای رقیبی که پرایمرها دایمر تشکیل
علت به اختصاصی غیر زمینه باندهای .حضور است انتظار
(غلط آسترکاریmispriming( اشتباه گسترش یا )misextentionشکل آغازگر )
تقویت برای که است دایمر پرایمر گیریمورد محصول با رقابت
(اشتباه اتصال با جهش و نظرmisincorporationتجانس عدم دلیل به )
از ها فرایند سازی بهینه نمودن تسریع بخش این هدف . است
تهیه درست شامل که هاست پرایمر موارد در نمودن بحث طریق
ها پیشنهاد این است نظر مورد محصول آوردن بدست و آنها کردن
آزمایشهایبوسیله ترکیبی نو از آنها در عمال که ماTaq DNA
.است آمده بدست ایم کرده استفاده پلیمرازبومی
Standard PCR Amplification protocol
هدف توالی شوند می تقویت استاندارد بصورت وضعیتها گاه هر
طراحی برای را شروع شرایط تا کند می پیدا حضور عمده طور به
نمودنPCRبزرگی امتیاز تواند می وضعیت این شود مهیا جدید
سازی بهینه برایPCRتکرار خصوصا دهد ارائه عملکرد جهت
ضروری اجرایی هر سازی بهینه در که محصوالت آنالیز یا تشخیص
.است
1 optimization ofPCRs
- 2. 1-: اول مرحلهlµ111لوله یک در )(نمونه دهنده واکنش
میکروفوژml5کنید مخلوط بریزید ./:
DNAای(مولکولهای دورشته611تا511)
20pmol(بریزید ها ازپرایمر ازهرکدامTm>55 prefrred)
(NH4)2 SO4 200mM
20 mMازMgcl2
750Mm Tris-HCL(PH=8.8 at 25C
ازtween20مقدار به1015%بریزید
100µg/Mlبدون گاوی آلبومین سرم یا اتوکالوشده ژالتین از
هسته
50µmاز هرکدام ازdNTPها
2واحدTaq DNAمراز پلی
1µgازDNAمعادل انسانی کپی تک ژنومیک511×3مولکول
هدف
10ngازDNAمعادل مخمر511×3هدف
1ngازDNAEcoliمعادل511×3هدف
1%یک ازM13معادل پالکیو611هدف
بافر (در10X PCRبجایKCLاز(NH4)2 SO4 200Mmنمودیم استفاده
پرایمرها اتصال برای وسیعتر آنیالینگ دمای محدوده به که چرا
).میکند عمل تر اختصاصی ،
225 -تا35از سیکلPCRزیر در ارائه دمای از کنید تهیه
: شدن دناتوره برای کنید استفادهC66مدت به15(یک ثانیه
مطل معموال طوالنی شروع زمان) است وب
: ها پرایمر الحاق برایC.
55مدت به و36ثانیه
: ها پرایمر گسترش برای72Cمدت105دقیقه
3-در دمایی نهایی گستره یک شامل بایستی سیکل هرC22
مدت برای5کرد سرد توسط واکنشگرها باشد دقیقهدمای تا نC
01نمودن اضافه ویاM10 mازEDTA.شوند می متوقف
- 3. آنزیم غلظت2
برای شده پیشنهاد غلظت رنج یکTaq DNAمراز پلی
(توسطPerkin-Elmer cetusبین )1و2.5( واحدSA=20units/Pmolهر ازای به )
100µlباشد می دهنده واکنش.
هستند بهینه حالت در پارامترها دیگر که زمانی.حال هر به
ذکر (که اخیر مقدار با باشد متغییر است ممکن آنزیم مقدار
ها پرایمر یا هدف تایی دو های رشته نمودن تقسیم جهت )شد
یک سازی بهینه زمانPCR.
از آن رنج کنید تست را آنزیم غلظت که کنیم می پیشنهاد ما
5%تا5در واحد100µLالکتروفور ژل بوسیله را نتایج و باشدز
.کنید گیری اندازه
است اختصاصی غیر زمینه باشد زیاد خیلی آنزیم غلظت اگر
باشد کم خیلی آنزیم غلظت اگر و شود انباشته محصوالت است ممکن
شود می تولید انتظار مورد محصول از ناکافی مقدار.
گیری اندازه وضعیتهای و متفاوت سیون فرموال سبب به :توجه
مم گیری اندازه واحد واست کنTaq DNAتهیه از مراز پلی
آید بدست مختلف کنندههای.
ها نوکلوتید داکسی3
محلولهایDNTPو بوده طبیعی بایستی میpHمعادل آنها
2(باشدPH=7.0سنجی طیف طریق از بایستی آنها وغلظت )
(spectrophotometryتا اولیه غلظتهای شود تعیین )10mMرقیق باید
دمای در و شوند تقسیم قسمت دو به بعد و شوندC21-نگهداری
شامل کاری موجود یک شوند1mMهر ازDNTPشود می پیشنهاد
پایداریDNTPsاز شده تکرار سیکلهای طی درPCRکه است بقدری
تقریبا51%ازDNTPاز بعد51.ماند می باقی دور
بین غلظتهای21و211Mµدر دور هر در نوکلئوتیدها داکسی از
می نتیجه را درست و مخصوص بازده یک با متعادل سازی بهینه
چهار .دهندDNTPsتا شوند استفاده برابر غلظتهای با بایستی
درست هم و بودن اختصاصی هم .دهد رخ اتصال در اشتباه کمترین
شدن انجامPCRاز کمتر غلظتهای از کردن استفاده باDNTP
.یابد می افزایش شده پیشنهاد معمول بطور که آنچه به نسبت
پایین غلظتهایDNTPسایتهای یافتن گسترش اشتباه احتمال
را کلئوتیدها نو غلط شدن جفت و رسانده حداقل به را هدف غیر
.دهد می کاهش
Enzyme concentration 2
Deoxynucleotide Triphosphates 3
- 4. غلظتهای کمترین بداند باید کسی هرDNTPطول برای مناسب
ها توالی موقعیت وهدف یMµ20هر ازDNTPمیکرولیتر یکصد در
(100µlبرای که تئوری بصورت .است واکنشگر )2.6µgازDNAاز یا
توالی یک400bp. است کافی
از یکسان کم غلظتهای از استفاده اخیراDNTPکدام هر از
2µM(باالی حساسیت است قادر7
(1/10از ویژه اللهای تقویت در
نق موتاسیونهایای طهrasکند ایجاد.
منیزیم غلظت4
غلظت( منیزیمMgسازی بهینه جهت )PCRغلظت است سودمند
اتصال بگذارد تاثیر زیر موارد تمام در دارد امکان منیزیم
پرایمرها-محصول رشته دو هر سازی جدا جهت مناسب دمایPCR-
محصول ویژگی-مصنوعی پرایمر دایمر تشکیل-شکل و آنزیم فعالیت
آنزیم درست.آنزیمDNAتا دارد نیاز آزاد منیزیم به مراز پلی
به بتواندDNAو ها پرایمر رشته دوDNTPsاز شود باند
اینروPCRsشامل بایستی5تا ./5/2از بیشتر منیزیم برابر
کل غلظتDNTPحضور که باشید داشته توجه .باشد هاEDTA
شالتیا ها پرایمر داری نگه برای دیگر های کنندهDNAدو
. بزند هم به را منیزیم سازی بهینه است ممکن ای رشته
واکنش ترکیبات دیگر5
برای شده پیشنهاد بافر یکPCR11تا51µMtris-HClباPH
بین3/8تا8/8(PH=8.3 or 8.8گیری اندازه باشد می )PHدرC
21.میشود انجام
نشده انجام دیگر های بافر از وسیعی مطالعه حال هر به
در که است قطبی دو یونی بافر یک تریس .است
C21دارایpkaمعادل3/8ویک استpkaازc
⁄121/-است
بنابراینPHاز درست20mM( تریسPH=8.3در )C21بین
208و608سیکل یک دمایی وضعیت ودر است متغییرPCRحد تاkcl
50mM.کند کمک پرایمرها اتصال به است ممکنNaCLغلظت با
50mMیاkclباالی50mMآنزیم فعالیتTaq DNAمهار را مراز پلی
که زمانی .در کنند میPCRsاز کلنو قطعات باDNAمراز پلی
E.coliشود انجام10% DMSO.است مفید
DMSOفعالیتTaq DNAحدود تا میکند مهار را مراز پلی51%
پیشنهاد همانندسازیها بیشتر برای آن از استفاده بنابراین
.شود نمی
4 magnesium concentration
5 other reaction components
- 5. ( گاوی آلبومین سرم یا ژالتین100µg/mlیونی غیر دترژنتهای و )
توئین قبیل از21(tween20یا ))laureth-12غلظت با101تا1015
(تعدادی چند هر نماید کمک آنزیم پایداری به تا نمایید اضافه
.هستند پروتئین نمودن اضافه فاقد خوب کاری دستورات از
پرایمرها شدن جفت6
، باز ترکیب به ها پرایمر اتصال برای الزم زمان مدت و دما
یک دارد بستگی پرایمرها قدرت و پرایمر غلظت ،پرایمر طول
، آنیالینگ برای اجرا قابل دمایC5از پایینترTmصحیح
زیرا ،پرایمرهاست تقویت جهتTaq DNAدامنه در مراز پلی
پرا گسترش .دارد فعالیت دما از وسیعیمرحله شامل ،یمرها
.افتد می اتفاق پایین دماهای در ،اتصال
به دمایی بازه دو بوسیله آنزیم فعالیت تغییرات دامنه
بین بزرگی21تا85ها پرایمر .اتصال شود می تنظیم سلسیوس درجه
از ای دردامنهC55تاC22از را بازده بهترین معموال
.دهد می بدست محصول
پر شاخص غلظت در( ایمر0.2mMخواهد الزم وقت ثانیه چند تا )
در تفاوت سبب اتصال دمای افزایش ،گیرد صورت اتصال تا داشت
در کلئوئیدها نو غلط گسترش کاهش و ها پرایمر غلط اتصال
انتهای′3.شود می پرایمر
سیکلهای شروع طی در مخصوصا محکم اتصال دماهای بنابراین
ک روش ویژگی افزایش به ،متعددایجاد برای .کرد خواهد مک
سیکل شروع در ویژگی ماکزیممTaq DNAازاولین بعد توان می را
.نمود اضافه پرایمر اتصال فاصله در شدن دناتوره مرحله
از باالیی غلظت و دما پایین دامنهDNTPsسبب هم با دو هر
می ها کلئوتید نو شدن جفت غلط گسترش و ها پرایمر غلط گسترش
به ،شودکه اند کرده پشنهاد محققین از تعدادی دلیل همین
برایPCRاز دمایی و بلندتر های پرایمر از که است بهترC55
تاC25و توسعه و اتصال برایC60تاC62شدن توره دنا برای
رشته شدن جدا وDNAشود استفاده.
ها پرایمر گسترش7
غلظت و طول به ها پرایمر گسترش زماندما و هدف توالی
در معموال سنتی بطور ها پرایمر گسترش دارد بستگیc22می اجرا
یافتن توسعه برای بهینه دمای به نزدیک دما این زیرا شود
یک در پرایمرهاM13-basedمی برآورد .میباشد دوتایی مدل
در کلئوتیدها نو پیوستن هم به سرعت که شودC22از35تا111نو
د کلئوتیدبه بستگی و است متفاوت ثانیه رpHنمک غلظت ،بافر
6 primer annealing
7 Prime Extension
- 6. طبیعت وDNA.دارد ای رشته دو
از زمانی گستره یک1در دقیقهC22طول تا محصوالت برایKb2
است ممکن بیشتر بازه با دماهای حال هر به .رسد می بنظر کافی
دهنده واکنش غلظت که صورتی در باشد مفید اولیه سیکلهای در
پایینغلظت افزایش با ،محصول غلظت بعدی درسیکلهای و باشد
.شود می زیاد آنزیم
شدن دناتوره دمای و زمان8
ای)مهمترین دورشته ( هدف رشته دو ناکامل شدن دناتوره
برای شکست عاملPCRمحصول یاPCR(انجام اجرایی وضعیت .است
دمای ،شدن دناتوره )شدنیc
C65مدت به31می ثانیهیا باشد
دمایC97مدت به15است ممکن باالتر دماهای صورت هر در ثانیه
از غنی هدفهای اختصاصی بصورتG+Cچند تنها .نماید جدا را
جدا رشته که دمایی آن .شود دناتوره تا برد می زمان ثانیه
( شود میTm، دما در کاهش داردکه وجود امکان این حال هر به )
جانبی های واکنشکه است خوبی ایده کند.این ایجاد لوله در
(جرم با ترموکوپل یک با ،واکنش لوله داخل دمایmassتوسط )پایین
های رشته ناقص شدن دناتوره معموال .شود بررسی مانیتورDNA
. میکند کم را محصول بازده بنابراین خورد می برگشت سریعا
ب خیلی شدن دناتوره مراحل که است واضحخیلی ویا اال
می آنزیم فعالیت رفتن بین از به منجر و است ضروری غیر طوالنی
از بیشتر نسبی بطور ،مراز پلی فعالیت عمر نیمه .شود2و ساعت
05های دما در دقیقه92.5 95 ,و97.5.است درجه
سیکلها تعداد9
از بهینه تعداد باشند شده بهینه پارامترها دیگر هرگاه
اولیه غلظت به اساسا سیکلهاDNAیک داشت خواهد وابستگی هدف
که درصورتی . است سیکلها زیاد خیلی نمودن اجرا رایج اشتباه
از بیشتر خواهید می شما01تقویت ژنی رشته یک از کپی سیکل
در جدی بصورت زیادی اشتباه کنیدPCR.آید می بوجود شما
از ای زمینه محصوالت بودن اختصاصی غیر در سیکلها از درخیلی
کم تعداد البته .شود می ایجاد افزایش مقدار و پیچیدگی نظر
راهنما خطوط تعدادی .کند می ایجاد کمی محصول بازده سیکلها
:اند شده تهیه ،هدف غلظت مقابل در سیکلها از تعدادی برای
سیکلها تعدادهدف مولکولهای تعداد
35تا25511×3
35تا31
8 Denaturation Time and Temperture
9 cyclenumbers
- 7. 011×105
01تا35
311×1
05تا01
51
ها پرایمر10
بین پرایمر غلظت1و0.5،پرایمر باالتر .غلظتهای است مطلوب
و شود محصوالت ویژه غیر تجمع و غلط شدن پخش سبب است ممکن
چندتایی مستقل فرعی محصول یک ایجاد از احتمالی افزایش امکان
دایمر از-ویژه غیر محصوالت .کند ایجاد دوره طول در را پرایمر
دایمر فرعی غیر و–برای ،خود پرایمرPCRم ،محصولورد
هستند آنزیم برای دلخواهDNTPsدر شوند می رقیب پرایمرها و
.یابد می کاهش دلخواه محصول نتیجه
. موثرند ها پرایمر کردن طراحی در ساده ی قاعده چند
کاربردی های پرایمر18تا28شامل و دارند طول نوکلئوتید51%
تا61%ترکیبG+C. باشند میTmی ،برای شده محاسبهجفت ک
تواند می فرد هر منظور این باشد.برای متعادل بایستی پرایمر
از محاسبات از2CبرایAیاTوC0برایGیاC
Thein and walace 1989). نماید استفاده )Tmبین55cو80cمورد
. است دلخواه
انتهای در شدن مکمل از بایستی اینکه اول3ها پرایمر
دایمر فرعی محصول تشکیل شدن مکمل این چونکه شود اجتناب-
. دهد می کاهش را دلخواه محصول بازده و میشود سبب را پرایمر
از بیشتر ( دادن امتداد اینکه ودیگر3از ) تاCsیا
Gsانتهای در′3امکا ها پرایمر ازاشتباه افزایش سبب دارد ن
از غنی های توالی شدن پخشG+Cاجتناب این از بایستی و شده
ها پرایمر که داشت خواهد وجود امکان این هم زمانی . شود
برای دیگر آشکار دلیل یک .باشند پالیندرومی های توالی فاقد
گانه دو ساختار حضور ،کار خوردن شکست و ها پرایمر از تعدادی
درDNA. است ای رشته دو
جانشین مورد این در2-آز دی1-2داکسیGTPبرایdGTP
در پیشنهادی مخصوص های پرایمر طراحی . است بوده مفید خیلی
است ممکن پرایمر مختص طور به . است شده مطرح دیگر صفحات
الحاقی بخش شامل5محدود آنزیم برای اشتباه اتصال سایتهای یا
باشد کنندهشروع کدون یکATGدرون در پروموتور توالی یا
. هدف توالی
10 primers
- 8. صورت به توانند می اند شده متصل اشتباه که هایی باز
می ها پرایمر شدن فاسد ها موتاژنز برای . گیرند قرار درونی
هم به شبیه های باز روی جدید های ژن شدن جدا به منجر تواند
. شود آمینه اسید توالی یا
ازم ای عدهبه را پرایمرها در اینوزین از استفاده ولفان
از زمانیکه اند کرده پیشنهاد شده فاسد پرایمرهای جای
)(انحطاط شدن دژنره به منجر شود استفاده شده فاسد پرایمرهای
انتهای در3غیر صورت به ها باز اشتباه اتصال میشود،زیرا
. یابد می افزایش اختصاصی
فالت اثر11
نهایی محصول انباشت میزان توصیف برای فالت اثر اصطالح از
چرخه اواخر در کهPCRتجمع با همزمان بطورPmol0.3تا1از
واکنش شرایط در شده استفاده است شده گرفته نظر در محصول این
تاثیر تحت است ممکن زیر موارد از بیشتر یا یکی ای زنجیره
منظو استفاده مورد (سطح فالت(.گیرد قرار ) باشد می ژل ر1)
( سوبستراها از استفادهDNTPs( )پرایمرها یا2)پایداری
یا (آنزیم واکنشگرهاDNTPs( )3محصول توسط شدن مهار )
فسفات (پیرو نهایی-DNA( )ای رشته دو0واکنش رقابت )
پرایمر اختصاصی غیر محصوالت تولید برای ها دهنده-( دایمر5)
اتصالباالی غلظتهای در ویژه محصول مجددM8-
10ممکن پدیده (این
توسط شده مریزه پلی فرایند سرعت استTaq DNAمهاجرت یا
( دهد کاهش را گر آغاز جابجایی و محصول رشته6شدن دناتوره )
باشد باال محصول غلظت زمانی محصول از رشته شدن جدا یا ناکامل
.
درست توجهات12
ال که وضعیتهاییشامل دهند می افزایش را اشتباه شدن حاق
هستند پایین خیلی نوکلئوتیدها داکسی غلظتهای که است زمانی
(<1µmیک غلظت که زمانی یا )DNTPپایین دیگر تای سه به نسبت
.باشد
از ای برابرشده غلظتهای کنیم می توصیه ماDNTPsبکار
شدن الحاق زیرا شود کم الحاق اشتباه خطاهای تا شود گرفته
.(چون شود گیری غلط تواند نمی بازهاTaqفعالیت فاقد
از اگزونوکانازی3به5بطور بازها شدن الحاق اشتباه و )است
عمل طی در که شدن جفت کند.خطاهای می پیدا گسترش موثریPCR
زن انتهای ختم افتد می اتفاقدهدو می افزایش را جیر
میشود تقویت معیوب مولکولهای توسط زنجیر ختم محدودیتهای
جفت یک که زمانی میکند جلوگیری عمل درست شدن انجام از واین
شود؟ می چه بیفتد اتفاق اشتباه شدن
11 plateau Effect
12 fidelity considerations
- 9. petruskaدر وهمکارنش1688آنزیم یک برای دادند نشان
Drosophila DNA polymeraseا کهاشتباه شدن طوالنی برابر در ختالف
به اساسی بستگی زنجیر انتهای شدن الحاقKmمتفاوت های
اشتباه اتصال یک دارد.اخیراA-Tگسترش که شده پیدا انتهای
آن211یک اتصال از سریعتر برابرC-Tیک وT-Tبوده
برای همین احتماالDNA polyباشد درست.بینی پیش بنابراینمی
غلظت شودDNTPsواکنش درPCRصحت بر توجهی قابل اثر بایستی
PCRباالی درغلظتهای (باشد داشتهDNTPs()>1mMاتصال )
باال حرارت درجه درمجموع .یابد می گسترش موثرتری بطور اشتباه
(>55پایین غلظت و گسترش آنیالینگ )dNTP(10تاµm50هر از
باالیی درجه )کدامنهایی محصول صحت ازPCR.دهد می رابدست
که است این شود می حاصل ژل سطح از که مهم نتیجه یک
اشتباه از حاصل ویژه غیر محصوالت پایین غلظت در واکنش درآغاز
تقویت سبب است ممکن که اتفاقاتی شود می ایجاد بازها شدن جفت
ت سازی بهینه برای روش بهترین شود ویژه غیر محصوالتعداد
سیکلهایPCR.است زمینه محصوالت تقویت از اجتناب