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<title>Primerdesign</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Primerdesign</span></h1>
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</div>
<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Das <b>Primerdesign</b> (<a href="Internationales_Phonetisches_Alphabet" title="Internationales Phonetisches Alphabet">IPA</a>: [<style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r227981795">
/* start https://de.wikipedia.org/ */
.mw-parser-output .IPA a{text-decoration:none}
/* end https://de.wikipedia.org/ */
</style><span class="navigation-not-searchable"><span class="IPA"><a href="Liste_der_IPA-Zeichen" title="Liste der IPA-Zeichen"><span title="Aussprache im Internationalen Phonetischen Alphabet (IPA)" lang="zxx">ˊpʁaɪ̯mɐ dɪˈzaɪn</span></a></span></span>]) bezeichnet in der <a href="Biochemie" title="Biochemie">Biochemie</a> Verfahren zum <a href="Rationales_Design" title="Rationales Design">rationalen Design</a> von <a href="Oligonukleotid" class="mw-redirect" title="Oligonukleotid">Oligonukleotiden</a> zur Verwendung als <a href="Primer" title="Primer">Primer</a> in einer <a href="Polymerase-Kettenreaktion" title="Polymerase-Kettenreaktion">Polymerase-Kettenreaktion</a> oder verwandten Methoden.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Das Primerdesign ist eine Methode zur <a href="PCR-Optimierung" title="PCR-Optimierung">PCR-Optimierung</a>.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>
<p><a href="DNA-Polymerase" class="mw-redirect" title="DNA-Polymerase">DNA-Polymerasen</a> (auch <a href="Thermostabile_DNA-Polymerase" title="Thermostabile DNA-Polymerase">thermostabile DNA-Polymerasen</a>) benötigen eine <a href="Hydroxygruppe" title="Hydroxygruppe">Hydroxygruppe</a> als Startpunkt für ihre erste Verknüpfungsreaktion. Primer stellen mit ihrem 3'-OH-Ende eine passende Hydroxyfunktion zur Verfügung. Primer können sowohl aus <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">DNA</a> als auch aus <a href="Ribonukleins%C3%A4ure" title="Ribonukleinsäure">RNA</a> bestehen.
</p><p>Auch bei der <i><a href="In_vitro" title="In vitro">In-vitro</a></i>-<a href="Amplifikation_(Genetik)" title="Amplifikation (Genetik)">Amplifikation</a> von DNA, beispielsweise bei der <a href="Polymerase-Kettenreaktion" title="Polymerase-Kettenreaktion">Polymerase-Kettenreaktion (PCR)</a>, der <a href="DNA-Sequenzierung" title="DNA-Sequenzierung">DNA-Sequenzierung</a> oder bei der <a href="Reverse_Transkription" title="Reverse Transkription">reversen Transkription</a>, werden Primer benötigt. Hier lässt sich mit Hilfe der Primer der spezifische DNA-Abschnitt, der amplifiziert werden soll, festlegen.
</p><p>Für die PCR werden deshalb Nukleotidsequenzen, die den zu amplifizierenden DNA-Abschnitt flankieren, bestimmt. Gemäß diesen Sequenzen werden nun passende Primersequenzen per <a href="Phosphoramidit-Synthese" title="Phosphoramidit-Synthese">Phosphoramidit-Synthese</a> hergestellt. Ein Primer repräsentiert hierbei jeweils den gegenläufigen Strang zu seinem „Primerpartner“. Primer für PCR-Ansätze haben in der Regel eine Länge von 18–30 Nukleotiden. Diverse Biotechnologiefirmen bieten mittlerweile maßgeschneiderte Primer für molekularbiologische Anwendungen an. Durch maßgeschneiderte <i>Missmatchprimer</i> lassen sich über die PCR-Technik auch gezielt <a href="Mutation" title="Mutation">Mutationen</a> in Gene einführen, die z. B. im Austausch einer Aminosäure bestehen.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Sekundärstrukturen"><span id="Sekund.C3.A4rstrukturen"></span>Sekundärstrukturen</h3></div>
<p>Das Vorhandensein von <a href="Guanosin" title="Guanosin">Guanosin</a> oder <a href="Cytosin" title="Cytosin">Cytosin</a> in den letzten fünf Basen eines Primers erhöht die Spezifität der Primerbindung (engl. <i><span lang="en">GC-clamp</span></i> ‚GC-Klammer‘). Die Primersequenz wird zur Vermeidung von <a href="Homologie_(Genetik)" title="Homologie (Genetik)">Homologien</a> mit einer <a href="BLAST-Algorithmus" title="BLAST-Algorithmus">Datenbank</a> abgeglichen. Die Sequenz des Primers wird auf mögliche Hybridisierungen mit seinesgleichen oder mit dem anderen Primer (engl. <i><span lang="en">Primer-Dimer</span></i>) und <a href="Sekund%C3%A4rstruktur" title="Sekundärstruktur">Sekundärstrukturen</a> (engl. <i><span lang="en">DNA-Hairpin</span></i> ‚DNA-Haarnadelschleife‘) geprüft, die eine korrekte Primerbindung verhindern können. Da Wiederholungen von einem (engl. <i><span lang="en">nucleotide runs</span></i> ‚Nukleotid-Läufe‘) und zwei Nukleotiden (engl. <i><span lang="en">dinucleotide repeats</span></i> ‚Dinukleotid-Wiederholungen‘) zu einer fehlerhaften Primerbindung führen können, werden vier oder mehr solcher Sequenzmotive ebenfalls vermieden.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Temperaturbedingungen">Temperaturbedingungen</h2></div>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Hybridisierungstemperatur_(auch_Annealing-Temperatur)"><span id="Hybridisierungstemperatur_.28auch_Annealing-Temperatur.29"></span>Hybridisierungstemperatur (<i>auch</i> Annealing-Temperatur)</h3></div>
<p>Der zur PCR verwendete Primer (bei <a href="DNA-Sequenzierung" title="DNA-Sequenzierung">DNA-Sequenzierungen</a>) oder das Primerpaar (bei DNA-Amplifikationen) besteht zumeist aus DNA. Im gegebenen Zusammenhang wird eine <a href="Hybridisierung_(Molekularbiologie)" title="Hybridisierung (Molekularbiologie)">Hybridisierung</a> im Englischen als <i>annealing</i> bezeichnet, die Hybridisierungsstemperatur entsprechend als <i>Annealing</i>-Temperatur <b>T<sub>a</sub></b>. Jene wie auch die <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure#Schmelzpunkt" title="Desoxyribonukleinsäure">Schmelztemperatur</a> <b>T<sub>M</sub></b> eines Primers nehmen mit dessen Länge zu. Die optimale Hybridisierungstemperatur beträgt:<sup id="cite_ref-Rychlik1990_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-Rychlik1990-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\mathrm {a} }=0{,}3\cdot T_{\mathrm {M} }+0{,}7\cdot T_{\mathrm {M} }'-14{,}9}">
<semantics>
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<mi mathvariant="normal">a</mi>
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<mn>0</mn>
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<mo>,</mo>
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<mn>3</mn>
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<mi>T</mi>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">M</mi>
</mrow>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mn>0</mn>
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<mo>,</mo>
</mrow>
<mn>7</mn>
<mo>⋅<!-- ⋅ --></mo>
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<mi>T</mi>
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<mi mathvariant="normal">M</mi>
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<mo>′</mo>
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<mn>14</mn>
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<mo>,</mo>
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<mn>9</mn>
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\mathrm {a} }=0{,}3\cdot T_{\mathrm {M} }+0{,}7\cdot T_{\mathrm {M} }'-14{,}9}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/79b137d019b9610c161ee9303cb64561cdf69fe9.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:30.82ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle T_{\mathrm {a} }=0{,}3\cdot T_{\mathrm {M} }+0{,}7\cdot T_{\mathrm {M} }'-14{,}9}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>hierbei ist T<sub>M</sub>' die Schmelztemperatur des PCR-Produkts. T<sub>M</sub> und T<sub>M</sub>' können mit Formeln genähert werden, die in der gleichen Quelle<sup id="cite_ref-Rychlik1990_3-1" class="reference"><a href="#cite_note-Rychlik1990-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> angegeben sind.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schmelztemperatur">Schmelztemperatur</h3></div>
<p>Primer werden mit dem Ziel entworfen, an spezifischer Stelle mit dem DNA-Template zu binden und so gezielte <a href="Polymerase-Kettenreaktion" title="Polymerase-Kettenreaktion">PCR</a>-Produkte oder Hybridisierungen zu ermöglichen. Nebst den Reaktionsbedingungen (Temperatur, Puffer, Konzentrationen von Template und Primer) spielt auch der Aufbau des Primers selbst eine entscheidende Rolle. Die <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure#Schmelzpunkt" title="Desoxyribonukleinsäure">Schmelztemperatur</a> (<i>T</i><sub>M</sub>) eines Primers hängt von seiner Länge und seiner Zusammensetzung (GC-Gehalt) ab. Die Länge des Primers (typisch 18 bis 30 Nukleotide) wird so gewählt, dass seine Schmelztemperatur passend zur Annealing-Temperatur des PCR- oder Hybridisierungs-Prozesses ist (siehe <a href="Polymerase-Kettenreaktion#Ablauf" title="Polymerase-Kettenreaktion">Ablauf einer PCR-Reaktion</a>). Der Primer wird zur Steigerung der <a href="Spezifit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Spezifität">Spezifität</a> der PCR meistens in einer Länge entworfen, die einer Schmelztemperatur von fünf bis maximal zwanzig Grad Celsius unterhalb der Temperatur des Elongationszyklus der verwendeten Polymerase entspricht. Eine zu niedrige Schmelztemperatur des Primers kann zu <a href="Falsch_positiv" class="mw-redirect" title="Falsch positiv">falsch positiven</a> Ergebnissen führen, eine zu hohe Schmelztemperatur des Primers führt zu einer niedrigeren Effizienz der Hybridisierung und somit zu einer niedrigeren Produktkonzentration. Der GC-Gehalt spielt eine besondere Rolle, da die Doppelhelix durch eine hohe Anzahl aufeinander folgender GC-Paarungen auf Grund von <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure#Stapelwechselwirkungen" title="Desoxyribonukleinsäure">Stapelwechselwirkungen</a> stabiler ist. Die Schmelztemperatur nimmt also mit der Anzahl an G- und C-Nukleotiden zu. Die Schmelztemperatur (in <a href="Grad_Celsius" title="Grad Celsius">Grad Celsius</a>) lässt sich mit mehreren Methoden berechnen:
</p>
<ul><li>die Wallace-Regel:
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=2\cdot (A+T)+4\cdot (G+C)}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>T</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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<mi mathvariant="normal">M</mi>
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</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>⋅<!-- ⋅ --></mo>
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<mi>A</mi>
<mo>+</mo>
<mi>T</mi>
<mo stretchy="false">)</mo>
<mo>+</mo>
<mn>4</mn>
<mo>⋅<!-- ⋅ --></mo>
<mo stretchy="false">(</mo>
<mi>G</mi>
<mo>+</mo>
<mi>C</mi>
<mo stretchy="false">)</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=2\cdot (A+T)+4\cdot (G+C)}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/aee0656a7d6b94185fb64253062a77263f70f29a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:30.99ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=2\cdot (A+T)+4\cdot (G+C)}" loading="lazy"></span></dd></dl></li>
<li>die GC-Methode ist die einfachste aber auch ungenaueste Methode:
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=64+41{\frac {G+C-16{,}4}{A+G+C+T}}}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>T</mi>
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</mrow>
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<mo>=</mo>
<mn>64</mn>
<mo>+</mo>
<mn>41</mn>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mrow>
<mi>G</mi>
<mo>+</mo>
<mi>C</mi>
<mo>−<!-- − --></mo>
<mn>16</mn>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>,</mo>
</mrow>
<mn>4</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>+</mo>
<mi>G</mi>
<mo>+</mo>
<mi>C</mi>
<mo>+</mo>
<mi>T</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=64+41{\frac {G+C-16{,}4}{A+G+C+T}}}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1d4e51969182c79385885f294baa2d9122404bab.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.171ex; width:30.015ex; height:5.676ex;" alt="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=64+41{\frac {G+C-16{,}4}{A+G+C+T}}}" loading="lazy"></span></dd></dl></li>
<li>die „<span lang="en">salt adjusted</span>“-Methode ist etwas genauer und bezieht die Konzentration an Na<sup>+</sup>-Ionen im Reaktionsansatz mit ein:
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=100{,}5+41\cdot {\frac {C+G}{A+C+G+T}}-{\frac {820}{A+C+G+T}}+16{,}6\cdot \log _{10}([\mathrm {Na} ^{+}])}">
<semantics>
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<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
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<mi>T</mi>
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<mi mathvariant="normal">M</mi>
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</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>100</mn>
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<mo>,</mo>
</mrow>
<mn>5</mn>
<mo>+</mo>
<mn>41</mn>
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<mi>C</mi>
<mo>+</mo>
<mi>G</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>+</mo>
<mi>C</mi>
<mo>+</mo>
<mi>G</mi>
<mo>+</mo>
<mi>T</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>−<!-- − --></mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mn>820</mn>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>+</mo>
<mi>C</mi>
<mo>+</mo>
<mi>G</mi>
<mo>+</mo>
<mi>T</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mn>16</mn>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>,</mo>
</mrow>
<mn>6</mn>
<mo>⋅<!-- ⋅ --></mo>
<msub>
<mi>log</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>10</mn>
</mrow>
</msub>
<mo><!-- --></mo>
<mo stretchy="false">(</mo>
<mo stretchy="false">[</mo>
<msup>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">N</mi>
<mi mathvariant="normal">a</mi>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>+</mo>
</mrow>
</msup>
<mo stretchy="false">]</mo>
<mo stretchy="false">)</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=100{,}5+41\cdot {\frac {C+G}{A+C+G+T}}-{\frac {820}{A+C+G+T}}+16{,}6\cdot \log _{10}([\mathrm {Na} ^{+}])}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d355348184d10edd55905f331af59f8f179f07d1.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.171ex; width:74.857ex; height:5.676ex;" alt="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }=100{,}5+41\cdot {\frac {C+G}{A+C+G+T}}-{\frac {820}{A+C+G+T}}+16{,}6\cdot \log _{10}([\mathrm {Na} ^{+}])}" loading="lazy"></span></dd></dl></li>
<li>die komplizierteste Methode ist die „<span lang="en">base stacking</span>“-Methode, bei der die <a href="Enthalpie" title="Enthalpie">Enthalpie</a>- und <a href="Entropie" title="Entropie">Entropieterme</a> der Helixbildung bei der Hybridisierung mit einbezogen werden:
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }={\frac {\Delta H{\frac {\mathrm {cal} }{\mathrm {mol} }}}{\Delta S+R\ln({\frac {\text{primer}}{2}})}}-273{,}15\ ^{\circ }\mathrm {C} }">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>T</mi>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">M</mi>
</mrow>
</mrow>
</msub>
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mrow>
<mi mathvariant="normal">Δ<!-- Δ --></mi>
<mi>H</mi>
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<mfrac>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">c</mi>
<mi mathvariant="normal">a</mi>
<mi mathvariant="normal">l</mi>
</mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">m</mi>
<mi mathvariant="normal">o</mi>
<mi mathvariant="normal">l</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi mathvariant="normal">Δ<!-- Δ --></mi>
<mi>S</mi>
<mo>+</mo>
<mi>R</mi>
<mi>ln</mi>
<mo><!-- --></mo>
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<mfrac>
<mtext>primer</mtext>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
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</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>−<!-- − --></mo>
<mn>273</mn>
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<mo>,</mo>
</mrow>
<mn>15</mn>
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<mtext> </mtext>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mo>∘<!-- ∘ --></mo>
</mrow>
</msup>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi mathvariant="normal">C</mi>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle T_{\mathrm {M} }={\frac {\Delta H{\frac {\mathrm {cal} }{\mathrm {mol} }}}{\Delta S+R\ln({\frac {\text{primer}}{2}})}}-273{,}15\ ^{\circ }\mathrm {C} }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/14c2e01aa39a436934a7099a1ad127a5cfbab8a9.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -3.671ex; width:37.415ex; height:8.343ex;" alt="{\displaystyle T_{\mathrm {M} }={\frac {\Delta H{\frac {\mathrm {cal} }{\mathrm {mol} }}}{\Delta S+R\ln({\frac {\text{primer}}{2}})}}-273{,}15\ ^{\circ }\mathrm {C} }" loading="lazy"></span></dd></dl></li></ul>
<p>Mittlerweile gibt es aber eine große Anzahl an Software, mit der man die Schmelztemperatur von Primern berechnen kann.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Degenerierte_Primer">Degenerierte Primer</h2></div>
<p>Degenerierte Primer werden verwendet, um mehrere homologe Gene (in verschiedenen Spezies) oder paraloge Gene (innerhalb einer Spezies) mit einem Primerpaar zu amplifizieren.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Sie spielen auch eine entscheidende Rolle bei der de novo Sequenzierung von bislang unbekannten Gensequenzen, wenn also auch die Primer-Target-Sequenzen unbekannt sind.
</p><p>Bei degenerierten Primern handelt es sich prinzipiell um ein Gemisch aus ähnlichen Primer-Sequenzen, die in einem degenerierten Code zusammengefasst werden. Degenerierte Primer können also auch dann noch auf eine Target-Sequenz passen, wenn diese sich im Laufe der Evolution verändert hat.
</p><p>So steht beispielsweise die Sequenz
</p>
<ul><li>5'-NTAACGTATGCGATATCGGS-3'</li></ul>
<p>für ein Gemisch der Sequenzen
</p>
<ul><li>ATAACGTATGCGATATCGGC</li>
<li>TTAACGTATGCGATATCGGC</li>
<li>GTAACGTATGCGATATCGGC</li>
<li>CTAACGTATGCGATATCGGC</li>
<li>ATAACGTATGCGATATCGGG</li>
<li>TTAACGTATGCGATATCGGG</li>
<li>GTAACGTATGCGATATCGGG</li>
<li>CTAACGTATGCGATATCGGG</li></ul>
<p>da <i>N</i> für <i>A,G,C</i> oder <i>T</i> und <i>S</i> für <i>G</i> oder <i>C</i> steht.
</p><p>Weitere <a href="International_Union_of_Pure_and_Applied_Chemistry" title="International Union of Pure and Applied Chemistry">IUPAC</a>-Abkürzungen sind:
</p><p>R: A oder G (Purine)
</p><p>Y: C oder T (Pyrimidine)
</p><p>W: A oder T
</p><p>K: G oder T
</p><p>M: A oder C
</p><p>B: C, G oder T
</p><p>D: A, G oder T
</p><p>H: A, C oder T
</p><p>V: A, C oder G
</p><p>Bei degenerierten Primern stellt das Primerdesign eine besondere Herausforderung dar. Primereigenschaften und mögliche Primer-Primer Interaktionen sowie mögliches Target-Mispriming müssen für jede der möglichen Sequenzen separat untersucht werden. Eine Vielzahl verschiedener Software Tools wurde speziell zum Design degenerierter Primer basierend auf Alignments oder Konsensus-Sequenzen entwickelt (z. B. easyPAC).
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Allelspezifität"><span id="Allelspezifit.C3.A4t"></span>Allelspezifität</h2></div>
<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Allelspezifisches_Oligonukleotid" title="Allelspezifisches Oligonukleotid">Allelspezifisches Oligonukleotid</a></i></div>
<p>Allelspezifische Oligonukleotide können an bestimmte <a href="Einzelnukleotid-Polymorphismus" title="Einzelnukleotid-Polymorphismus">SNP</a> binden.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Forward_und_Reverse_Primerdesign">Forward und Reverse Primerdesign</h2></div>
<p>Die Primer, welche für eine PCR verwendet werden, müssen designt und dann bei einer Firma bestellt werden. Das muss bei jeder PCR neu geschehen, da sich das Gen, welches man kopieren möchte, bei fast jeder PCR ändert. Da es zwei Stränge gibt, wird ein Forward und ein Reverse Primer benötigt. Ein Primer muss gewisse Anforderungen erfüllen, die sich auch immer ändern können.<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Primer werden folgendermaßen designt:
</p><p><b>5' ATGCTGCATGCATGTACGTACGTACGTAGTGCAGTGCAGTGACGACGTTGTGTGACC 3'</b>
</p><p><b>3' TACGACGTACGTACATGCATGCATGCATCACGTCACGTCACTGCTGCAACACACTGG 5'</b>
</p><p>Für jeden DNA-Strang muss ein Primer hergestellt werden. Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Polymerase nur am 3' Ende des Primers anfangen kann zu synthetisieren. Der Forward Primer kann leicht abgelesen werden, da dieser den ersten Basen des 5'-3' Stranges entspricht. Der Forward Primer ist also:
</p><p><b>5' ATGCTGCATGCATGTACGTA 3'</b>
</p><p>Der Reverse Primer kann nicht direkt abgelesen werden. Er muss zuerst umgeschrieben werden. Dabei handelt es sich um das Ende des 3'-5' Stranges.
</p><p><b>3' CACTGCTGCAACACACTGG 5'</b>
</p><p>Wenn man den Primer bei einer Firma bestellt, erhält man immer einen Primer in 5'-3'-Richtung. Der Strang muss also invertiert werden, damit man den richtigen erhält. Will man den Primer in einer PCR benutzen, würde er sonst nicht binden.
</p><p><b>5' GGTCACACAACGTCGTCAC 3'</b>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>
<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/">NCBI Primer-BLAST</a>. Abgerufen am 3. September 2013.</li>
<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://frodo.wi.mit.edu/">Primer3 - Tool zur Primerableitung mit vielen Optimierungsmöglichkeiten (englisch)</a></li>
<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.primerfox.com">Primerfox - kostenloses effizientes Tool zur Primerableitung (englisch)</a></li>
<li>David Rosenkranz: <i>easyPAC: A Tool for Fast Prediction, Testing and Reference Mapping of Degenerate PCR Primers from Alignments or Consensus Sequences.</i> In: <i>Evolutionary Bioinformatics.</i> 8, 2012, S. EBO.S8870, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.4137/EBO.S8870">10.4137/EBO.S8870</a></span>. <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3310402/">PMC 3310402</a> (freier Volltext)</li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">L. Y. Chuang, Y. H. Cheng, C. H. Yang: <i>Specific primer design for the polymerase chain reaction.</i> In: <i>Biotechnol Lett.</i> (2013), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23794048?dopt=Abstract">PMID 23794048</a>.</span>
</li>
<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">K. Nybo: <i>Primer design.</i> In: <i>Biotechniques</i> (2013), Band 54, Nr. 5, S. 249–250. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23805429?dopt=Abstract">PMID 23805429</a>.</span>
</li>
<li id="cite_note-Rychlik1990-3"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Rychlik1990_3-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Rychlik1990_3-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text">W. Rychlik, W. J. Spencer, R. E. Rhoads: <cite style="font-style:italic">Optimization of the annealing temperature for DNA amplification in vitro</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Nucleic Acids Res.</cite> 18. Jahrgang, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>21</span>, November 1990, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6409–12</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1093/nar%2F18.21.6409">10.1093/nar/18.21.6409</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2243783?dopt=Abstract">PMID 2243783</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC332522/">PMC 332522</a> (freier Volltext).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Primerdesign&rft.atitle=Optimization+of+the+annealing+temperature+for+DNA+amplification+in+vitro&rft.au=W.+Rychlik%2C+W.+J.+Spencer%2C+R.+E.+Rhoads&rft.date=1990-11&rft.doi=10.1093%2Fnar%2F18.21.6409&rft.genre=journal&rft.issue=21&rft.jtitle=Nucleic+Acids+Res.&rft.pages=6409-12&rft.pmc=332522&rft.pmid=2243783&rft.volume=18.+Jahrgang" style="display:none"> </span></span>
</li>
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<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">J. A. Iserte, B. I. Stephan, S. E. Goñi, C. S. Borio, P. D. Ghiringhelli, M. E. Lozano: <i>Family-specific degenerate primer design: a tool to design consensus degenerated oligonucleotides.</i> In: <i>Biotechnol Res Int.</i> (2013), S. 383646. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1155/2013%2F383646">10.1155/2013/383646</a></span>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23533783?dopt=Abstract">PMID 23533783</a>; <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3600133/">PMC 3600133</a> (freier Volltext).</span>
</li>
<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.naturwissenschaften-verstehen.de/moderne-methoden-der-gentechnik"><i>Moderne Methoden der Gentechnik.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 20. April 2020</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3APrimerdesign&rft.title=Moderne+Methoden+der+Gentechnik&rft.description=Moderne+Methoden+der+Gentechnik&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.naturwissenschaften-verstehen.de%2Fmoderne-methoden-der-gentechnik&rft.language=de"> </span></span>
</li>
</ol></div><!--htdig_noindex--><div><div class="zim-footer">
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