基因特异性引物(GSP)对于逆转录步骤是特异性最好的引物。GSP是反义寡聚核苷,可以特异性地同RNA目的序列杂交,而不象随机引物或oligo(dT)那样同所有RNA退火。用于设计PCR引物的规则同样适用于逆转录反应GSP的设计。GSP可以同与mRNA3’最末端退火的扩增引物序列相同,或GSP可以设计为与反向扩增引物的下游退火。对于部分扩增对象,为了成功进行RT-PCR,需要设计多于一个反义引物,因为目的RNA的二级结构可能会阻止引物结合。建议在20μl的第一链合成反应体系中使用1pmol反义GSP。
提高逆转录保温温度
为了充分利用GSP特异性的全部优点,应该使用有较高热稳定性的逆转录酶。热稳定逆转录酶可以在较高温度保温以增加反应严谨性。比如,如果一个GSP退火温度为55℃,那么如果使用AMV或M-MLV在低严谨性的37℃进行逆转录,GSP所带有的特异性就没有完全利用。然而SuperScripⅡ和ThermoScript可以在50℃或更高进行反应,(表2)这就会消除较低温度时产生的非特异性产物(图10)。为获得最大的特异性,可以将RNA/引物混合物直接从65℃变性温度转移到逆转录保温温度,并加入预热的2×反应混合液(cDNA合成热启动)。这有助于防止低温时分子间碱基配对。使用PCR仪可以简化RT-PCR所需的多种温度转换。
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图10. 逆转录温度对RT-PCR特异性的影响 |
| 使用ThermoScript™和设计用来同人DNA聚合酶εmRNA退火的GSP,由1μg Hela RNA合成cDNA。Thermoscript加入到预热的反应混合液中,使用Platinum Taq DNA聚合酶对1/ |
减少基因组DNA污染
RT-PCR所遇到的一个潜在的困难是RNA中沾染的基因组DNA。使用较好的RNA分离方法,如Trizol Reagent,会减少RNA制备物中沾染的基因组DNA。为了避免产生于基因组DNA的产物,可以在逆转录之前使用扩增级的DNaseⅠ对RNA进行处理以除去沾染的DNA。将样品在2.0mM EDTA中65℃保温10分钟以终止DNaseⅠ消化。EDTA可以螯合镁离子,防止高温时所发生的依赖于镁离子的RNA水解。
为了将扩增的cDNA同沾染的基因组DNA扩增产物分开,可以设计分别同分开的外显子退火的引物。来源于cDNA的PCR产物会比来源于沾染的基因组DNA的产物短。另外对每个RNA模板进行一个无逆转录的对照实验,以确定一个给定片段是来自基因组DNA还是cDNA。在无逆转录时所得到的PCR产物来源于基因组。
增加PCR特异性
引物设计
细心地进行引物设计是PCR中最重要的一步。理想的引物对只同目的序列两侧的单一序列而非其他序列退火。设计糟糕的引物可能会同扩增其他的非目的序列。下面的指导描述了一个可以增加特异性的引物所具有的令人满意的特点:
*典型的引物18到24个核苷长。引物需要足够长,保证序列独特性,并降低序列存在于非目的序列位点的可能性。但是长度大于24核苷的引物并不意味着更高的特异性。较长的序列可能会与错误配对序列杂交,降低了特异性,而且比短序列杂交慢,从而降低了产量。
*选择GC含量为40%到60%或GC含量反映模板GC含量的引物。
*设计5’端和中间区为G或C的引物。这会增加引物的稳定性和引物同目的序列杂交的稳定性。
*避免引物对3’末端存在互补序列,这会形成引物二聚体,抑制扩增。
*避免3’末端富含GC。设计引物时保证在最后5个核苷中含有3个A或T。
*避免3’末端的错误配对。3’端核苷需要同模板退火以供聚合酶催化延伸。
*避免存在可能会产生内部二级结构的序列,这会破坏引物退火稳定性。


