실리코 PCR에서

In silico PCR

in silico PCR[1](in silico PCR)은 주어진 프라이머(probe) 세트를 사용하여 이론 중합효소 연쇄반응(PCR) 결과를 계산하는 데 사용되는 계산 도구를 말하며, 염기서열로 배열된 게놈이나 성적표에서 DNA 서열을 증폭시킨다.[2][3][4][5]

이러한 도구는 표적 DNA 또는 cDNA 시퀀스에 대한 프라이머 설계를 최적화하는 데 사용된다.프라이머 최적화는 효율성과 선택성의 두 가지 목표가 있다.효율성은 GC-내용물, 결합의 효율성, 보완성, 이차구조, 탈곡점 및 용융점(Tm)과 같은 요소들을 고려하는 것을 포함한다.프라이머 선택성은 프라이머 쌍이 관심 대상 이외의 무작위 부위와 결합하지 않아야 하며 프라이머 쌍이 유전자 계열의 보존된 영역에 결합해서는 안 된다.선택성이 낮으면 프라이머 세트가 관심 대상 외에 여러 제품을 증폭시킨다.[6]

silico PCR의 예에서는 jPCR[7][8] 소프트웨어를 사용한다.

적절한 짧거나 긴 프라이머 쌍의 설계는 PCR 제품 예측의 한 가지 목표일 뿐이다.실리코 PCR 도구에서 제공하는 기타 정보에는 프라이머 위치, 방향, 각 앰프콘 길이 결정, 전기적 이동성의 시뮬레이션, 개방된 판독 프레임의 식별 및 기타 웹 자원에 대한 링크가 포함될 수 있다.[7][8][9]

많은 소프트웨어 패키지는 기능 세트, 사용 편의성, 효율성 및 비용에 따라 다른 균형을 제공한다.[10][11][12][13][14]프라이머-BLAST는 널리 사용되고 있으며, 국립 생명공학 정보 센터(NCBI) 웹사이트에서 자유롭게 이용할 수 있다.반면 상용 애플리케이션인 [10]FastPCR은 멀티플렉스 표적 시퀀스용으로 설계된 프라이머나 프라이머 세트를 동시에 테스트할 수 있다.그것은 목표 시퀀스에 대한 프라이머의 보완성을 테스트하기 위해 빠르고 간격이 없는 정렬을 수행한다.개연성 PCR 제품은 표준 또는 역 PCR을 사용하는 선형 및 원형 템플릿뿐만 아니라 멀티플렉스 PCR에서도 찾을 수 있다.VPCR은[3] 멀티플렉스 PCR의 동적 시뮬레이션을 실행하며, 한 번의 반응으로 다중 증폭기 사이의 정량적 경쟁 효과를 추정할 수 있다.UCSC 게놈 브라우저는 100개 이상의 서열화된 게놈에서 PCR 제품을 볼 수 있는 그래픽뿐만 아니라 텍스트 파일 출력까지 제공하는 isPCR을 제공한다.

프라이머는 많은 예측 시퀀스에 결합할 수 있지만, 프라이머의 3' 끝단에 있는 불일치가 없거나 적은 시퀀스(1 또는 2)만 폴리머아제 확장에 사용할 수 있다.프라이머의 3' 끝단에 있는 마지막 10-12 베이스는 폴리머아제 연장 및 템플릿 결합 부위의 일반 프라이머 안정성에 민감하다.프라이머의 3' 끝단에 있는 이러한 마지막 10개의 베이스에서 단일 불일치의 효과는 프라이머 결합, 선택성 및 PCR 효율을 감소시키면서 위치와 국소 구조에 따라 달라진다.[7][9]

참조

  1. ^ 동의어: 디지털 PCR, 가상 PCR, 전자 PCR, e-PCR
  2. ^ Schuler, G. D. (1997). "Sequence mapping by electronic PCR". Genome Research. 7 (5): 541–550. doi:10.1101/gr.7.5.541. PMC 310656. PMID 9149949.
  3. ^ a b Lexa, M.; Horak, J.; Brzobohaty, B. (2001). "Virtual PCR". Bioinformatics. 17 (2): 192–193. doi:10.1093/bioinformatics/17.2.192. PMID 11238077.
  4. ^ Rotmistrovsky, K.; Jang, W.; Schuler, G. D. (2004). "A web server for performing electronic PCR". Nucleic Acids Research. 32 (Web Server issue): W108–W112. doi:10.1093/nar/gkh450. PMC 441588. PMID 15215361.
  5. ^ Bikandi, J.; Millan, R. S.; Rementeria, A.; Garaizar, J. (2004). "In silico analysis of complete bacterial genomes: PCR, AFLP-PCR and endonuclease restriction". Bioinformatics. 20 (5): 798–799. doi:10.1093/bioinformatics/btg491. PMID 14752001.
  6. ^ Boutros, P. C.; Okey, A. B. (2004). "PUNS: Transcriptomic- and genomic-in silico PCR for enhanced primer design". Bioinformatics. 20 (15): 2399–2400. doi:10.1093/bioinformatics/bth257. PMID 15073008.
  7. ^ a b c Kalendar, R.; Lee, D.; Schulman, A. H. (2011). "Java web tools for PCR, in silico PCR, and oligonucleotide assembly and analysis". Genomics. 98 (2): 137–144. doi:10.1016/j.ygeno.2011.04.009. PMID 21569836.
  8. ^ a b Kalendar, R; Lee, D; Schulman, A. H. (2014). "FastPCR Software for PCR, in Silico PCR, and Oligonucleotide Assembly and Analysis". DNA Cloning and Assembly Methods. Methods in Molecular Biology. Vol. 1116. pp. 271–302. CiteSeerX 10.1.1.700.4632. doi:10.1007/978-1-62703-764-8_18. ISBN 978-1-62703-763-1. PMID 24395370.
  9. ^ a b Yu, B.; Zhang, C. (2011). "In Silico PCR Analysis". In Silico Tools for Gene Discovery. Methods in Molecular Biology. Vol. 760. pp. 91–107. doi:10.1007/978-1-61779-176-5_6. ISBN 978-1-61779-175-8. PMID 21779992.
  10. ^ a b "FastPCR". PrimerDigital Ltd.
  11. ^ "Oligomer Web Tools". Oligomer Oy, Finland. Archived from the original on 2014-03-27. Retrieved 2014-03-27.
  12. ^ "Electronic PCR". NCBI - National Center for Biotechnology Information.
  13. ^ "UCSC Genome Bioinformatics". UCSC Genome Bioinformatics Group.
  14. ^ Gulvik, C. A.; Effler, T. C.; Wilhelm, S. W.; Buchan, A. (2012). "De-MetaST-BLAST: A Tool for the Validation of Degenerate Primer Sets and Data Mining of Publicly Available Metagenomes". PLOS ONE. 7 (1): e50362. Bibcode:2012PLoSO...750362G. doi:10.1371/journal.pone.0050362. PMC 3506598. PMID 23189198.

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