ПЦР in silico - In silico PCR

ПЦР in silico[1] относится к вычислительным инструментам, используемым для расчета теоретических полимеразная цепная реакция (ПЦР) результаты с использованием данного набора грунтовки (зонды ) усилить ДНК последовательности из секвенированного геном или же транскриптом.[2][3][4][5]

Эти инструменты используются для оптимизации дизайна праймеров для целевой ДНК или кДНК последовательности. Оптимизация грунтовки преследует две цели: эффективность и избирательность. Эффективность предполагает учет таких факторов, как GC-контент, эффективность связывания, комплементарность, вторичная структура, и температура отжига и плавления (Tm). Селективность праймеров требует, чтобы пары праймеров случайно не связывались со случайными сайтами, отличными от интересующей мишени, и чтобы пары праймеров не связывались с консервативными областями семейства генов. Если селективность низкая, набор праймеров будет амплифицировать несколько продуктов помимо интересующей мишени.[6]

In silico Пример результата ПЦР с jPCR[7][8] программного обеспечения.

Создание подходящих пар коротких или длинных праймеров - это лишь одна из целей прогнозирования продуктов ПЦР. Другая информация предоставлена in silico Инструменты ПЦР могут включать определение местоположения праймера, ориентации, длины каждого ампликон, моделирование электрофоретический мобильность, идентификация открытые рамки для чтения, и ссылки на другие веб-ресурсы.[7][8][9]

Доступно множество программных пакетов, предлагающих различный баланс набора функций, простоты использования, эффективности и стоимости.[10][11][12][13][14] Праймер-BLAST широко используется и свободно доступен из Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) веб-сайт. С другой стороны, FastPCR,[10] коммерческое приложение, позволяющее одновременно тестировать одиночный праймер или набор праймеров, предназначенных для мультиплексных целевых последовательностей. Он выполняет быстрое выравнивание без разрывов для проверки комплементарности праймеров целевым последовательностям. Вероятные продукты ПЦР можно найти для линейных и круговых шаблонов, используя стандартные или обратная ПЦР а также для мультиплексная ПЦР. VPCR[3] выполняет динамическое моделирование мультиплексной ПЦР, позволяя оценить количественные эффекты конкуренции между несколькими ампликонами в одной реакции. В Браузер генома UCSC предложения isPCR, который обеспечивает вывод в графическом и текстовом файлах для просмотра продуктов ПЦР для более чем 100 секвенированных геномов.

Праймер может связываться со многими предсказанными последовательностями, но для удлинения полимеразы можно использовать только последовательности с отсутствием или несколькими несовпадениями (1 или 2, в зависимости от местоположения и нуклеотида) на 3'-конце праймера. Последние 10-12 оснований на 3'-конце праймера чувствительны к инициированию удлинения полимеразы и общей стабильности праймера на сайте связывания матрицы. Эффект единственного несовпадения на 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]

Рекомендации

  1. ^ Синонимы: цифровая ПЦР, виртуальная ПЦР, электронная ПЦР, е-ПЦР
  2. ^ Шулер, Г. Д. (1997). «Картирование последовательностей с помощью электронной ПЦР». Геномные исследования. 7 (5): 541–550. Дои:10.1101 / гр.7.5.541. ЧВК  310656. PMID  9149949.
  3. ^ а б Lexa, M .; Horak, J .; Брзобогаты, Б. (2001). «Виртуальная ПЦР». Биоинформатика. 17 (2): 192–193. Дои:10.1093 / биоинформатика / 17.2.192. PMID  11238077.
  4. ^ Ротмистровский, К .; Jang, W .; Шулер, Г. Д. (2004). «Веб-сервер для проведения электронного ПЦР». Исследования нуклеиновых кислот. 32 (Проблема с веб-сервером): W108 – W112. Дои:10.1093 / нар / гх450. ЧВК  441588. PMID  15215361.
  5. ^ Bikandi, J .; Millan, R. S .; Rementeria, A .; Гараисар, Дж. (2004). «In silico анализ полных бактериальных геномов: ПЦР, AFLP-PCR и ограничение эндонуклеаз». Биоинформатика. 20 (5): 798–799. Дои:10.1093 / биоинформатика / btg491. PMID  14752001.
  6. ^ Boutros, P.C .; Окей, А. Б. (2004). «PUNS: транскриптомная и геномная in silico ПЦР ​​для улучшенного дизайна праймеров». Биоинформатика. 20 (15): 2399–2400. Дои:10.1093 / биоинформатика / bth257. PMID  15073008.
  7. ^ а б c Kalendar, R .; Ли, Д .; Шульман, А. Х. (2011). «Веб-инструменты Java для ПЦР, in silico PCR и сборки и анализа олигонуклеотидов». Геномика. 98 (2): 137–144. Дои:10.1016 / j.ygeno.2011.04.009. PMID  21569836.
  8. ^ а б Календарь, R; Ли, Д; Шульман, А. Х. (2014). «Программное обеспечение FastPCR для ПЦР, in Silico PCR, а также сборки и анализа олигонуклеотидов». Методы клонирования и сборки ДНК. Методы молекулярной биологии. 1116. С. 271–302. CiteSeerX  10.1.1.700.4632. Дои:10.1007/978-1-62703-764-8_18. ISBN  978-1-62703-763-1. PMID  24395370.
  9. ^ а б Ю, Б .; Чжан, К. (2011). «Анализ ПЦР In Silico». Инструменты In Silico для обнаружения генов. Методы молекулярной биологии. 760. С. 91–107. Дои:10.1007/978-1-61779-176-5_6. ISBN  978-1-61779-175-8. PMID  21779992.
  10. ^ а б «FastPCR». PrimerDigital Ltd.
  11. ^ «Веб-инструменты олигомеров». Oligomer Oy, Финляндия. Архивировано из оригинал на 2014-03-27. Получено 2014-03-27.
  12. ^ «Электронная ПЦР». NCBI - Национальный центр биотехнологической информации.
  13. ^ "Биоинформатика генома UCSC". Группа UCSC Genome Bioinformatics.
  14. ^ Gulvik, C.A .; Effler, T. C .; Wilhelm, S.W .; Бьюкен, А. (2012). «De-MetaST-BLAST: инструмент для проверки вырожденных наборов праймеров и интеллектуального анализа данных общедоступных метагеномов». PLOS ONE. 7 (1): e50362. Bibcode:2012PLoSO ... 750362G. Дои:10.1371 / journal.pone.0050362. ЧВК  3506598. PMID  23189198.

внешняя ссылка