ПЦР in silico
ПЦР in silico [1] относится к вычислительным инструментам, используемым для расчета теоретических результатов полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием заданного набора праймеров ( зондов ) для амплификации последовательностей ДНК из секвенированного генома или транскриптома . [2] [3] [4] [5]
Эти инструменты используются для оптимизации разработки праймеров для целевой ДНК или кДНК последовательностей . Оптимизация праймеров преследует две цели: эффективность и селективность. Эффективность предполагает учет таких факторов, как содержание GC, эффективность связывания, комплементарность, вторичная структура , а также температура отжига и плавления (Tm) . Селективность праймеров требует, чтобы пары праймеров случайно не связывались со случайными сайтами, отличными от интересующей мишени, а также чтобы пары праймеров не связывались с консервативными областями семейства генов. Если селективность низкая, набор праймеров будет амплифицировать несколько продуктов, помимо интересующей цели. [6]
Создание подходящих пар коротких или длинных праймеров является лишь одной из целей прогнозирования продукта ПЦР. Другая информация, предоставляемая инструментами ПЦР in silico, может включать определение местоположения праймера, ориентации, длины каждого ампликона , моделирование электрофоретической подвижности, идентификацию открытых рамок считывания и ссылки на другие веб-ресурсы. [7] [8] [9]
Доступно множество пакетов программного обеспечения, предлагающих различное соотношение набора функций, простоты использования, эффективности и стоимости. [10] [11] [12] [13] [14] Primer-BLAST широко используется и находится в свободном доступе на веб-сайте Национального центра биотехнологической информации (NCBI). С другой стороны, FastPCR , [10] коммерческое применение позволяет одновременно тестировать один праймер или набор праймеров, предназначенных для мультиплексных целевых последовательностей. Он выполняет быстрое выравнивание без пробелов для проверки комплементарности праймеров целевым последовательностям. Вероятные продукты ПЦР можно найти для линейных и кольцевых матриц с использованием стандартной или обратной ПЦР, а также для мультиплексной ПЦР . Рискованный [15] это бесплатное программное обеспечение , которое выводит продукты ПЦР in silico из наборов праймеров, представленных в файле Fasta . генома Он быстрый (за счет использования FM-индекса ) и может учитывать температуру плавления праймеров и допустимые расстояния редактирования между праймерами и местами попадания в геном. ВПЦР [3] запускает динамическое моделирование мультиплексной ПЦР, позволяя оценить количественные эффекты конкуренции между несколькими ампликонами в одной реакции. предлагает Браузер генома UCSC isPCR , который обеспечивает графический, а также текстовый файл для просмотра продуктов ПЦР на более чем 100 секвенированных геномах.
Праймер может связываться со многими предсказанными последовательностями, но для полимеразного удлинения можно использовать только последовательности с отсутствием или небольшим количеством несовпадений (1 или 2, в зависимости от местоположения и нуклеотида) на 3'-конце праймера. Последние 10-12 оснований на 3'-конце праймера чувствительны к инициированию полимеразного удлинения и общей стабильности праймера на сайте связывания матрицы. Эффект одного несоответствия в этих последних 10 основаниях на 3'-конце праймера зависит от его положения и локальной структуры, что снижает связывание праймера, селективность и эффективность ПЦР. [7] [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Синонимы: цифровая ПЦР, виртуальная ПЦР, электронная ПЦР, электронная ПЦР.
- ^ Шулер, Г.Д. (1997). «Картирование последовательностей методом электронной ПЦР» . Геномные исследования . 7 (5): 541–550. дои : 10.1101/гр.7.5.541 . ПМК 310656 . ПМИД 9149949 .
- ^ Перейти обратно: а б Лекса, М.; Хорак, Дж.; Брзобохати, Б. (2001). «Виртуальный ПЦР». Биоинформатика . 17 (2): 192–193. дои : 10.1093/биоинформатика/17.2.192 . ПМИД 11238077 .
- ^ Ротмистровский, К.; Джанг, В.; Шулер, Г.Д. (2004). «Веб-сервер для проведения электронной ПЦР» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (проблема с веб-сервером): W108–W112. дои : 10.1093/nar/gkh450 . ПМК 441588 . ПМИД 15215361 .
- ^ Биканди, Дж.; Миллан, РС; Рементерия, А.; Гарайзар, Дж. (2004). «Анализ полных бактериальных геномов in silico: ПЦР, AFLP-ПЦР и рестрикция эндонуклеаз» . Биоинформатика . 20 (5): 798–799. doi : 10.1093/биоинформатика/btg491 . ПМИД 14752001 .
- ^ Бутрос, ПК; Хорошо, AB (2004). «каламбуры: транскриптомная и геномная ПЦР in silico для усовершенствованного дизайна праймеров» . Биоинформатика . 20 (15): 2399–2400. doi : 10.1093/биоинформатика/bth257 . ПМИД 15073008 .
- ^ Перейти обратно: а б с Календар, Р.; Ли, Д.; Шульман, А.Х. (2011). «Веб-инструменты Java для ПЦР, ПЦР in silico, а также сборки и анализа олигонуклеотидов». Геномика . 98 (2): 137–144. дои : 10.1016/j.ygeno.2011.04.009 . ПМИД 21569836 .
- ^ Перейти обратно: а б Календарь, Р; Ли, Д; Шульман, А.Х. (2014). «Программное обеспечение FastPCR для ПЦР, ПЦР in Silico, а также сборки и анализа олигонуклеотидов». Методы клонирования и сборки ДНК . Методы молекулярной биологии. Том. 1116. стр. 271–302. CiteSeerX 10.1.1.700.4632 . дои : 10.1007/978-1-62703-764-8_18 . ISBN 978-1-62703-763-1 . ПМИД 24395370 .
- ^ Перейти обратно: а б Ю, Б.; Чжан, К. (2011). «Анализ ПЦР in Silico». Инструменты In Silico для обнаружения генов . Методы молекулярной биологии. Том. 760. стр. 91–107. дои : 10.1007/978-1-61779-176-5_6 . ISBN 978-1-61779-175-8 . ПМИД 21779992 .
- ^ Перейти обратно: а б «Быстрая ПЦР» . ООО "ПраймерДиджитал"
- ^ «Олигомерные веб-инструменты» . Олигомер Ою, Финляндия. Архивировано из оригинала 27 марта 2014 г. Проверено 27 марта 2014 г.
- ^ «Электронный ПЦР» . NCBI – Национальный центр биотехнологической информации.
- ^ «UCSC Геномная биоинформатика» . Группа биоинформатики генома UCSC.
- ^ Гулвик, Калифорния; Эффлер, TC; Вильгельм, Юго-Запад; Бьюкен, А. (2012). «De-MetaST-BLAST: инструмент для проверки вырожденных наборов праймеров и интеллектуального анализа данных общедоступных метагеномов» . ПЛОС ОДИН . 7 (1): e50362. Бибкод : 2012PLoSO...750362G . дои : 10.1371/journal.pone.0050362 . ПМЦ 3506598 . ПМИД 23189198 .
- ^ Рауш, Тобиас. «Дайси» . Гитхаб . Проверено 27 февраля 2024 г.