測序發現引物區有突變,主要考慮三個方面的原因:測序,PCR/克隆過程,引物本身。
1、測序引入的錯誤
對于PCR產物進行的克隆而言,無論是TA克隆或酶切克隆,引物區往往位于載體兩端,如果用載體引物進行測序,此時克隆引物區離測序引物區的距離比較近,處于測序起始階段或正好處于測序染料峰所在的區域內(90-120 bp),這兩個區域也是最容易產生測序錯誤的地方。因此,首先要看原始的測序峰圖在引物區內是否清晰,堿基的錯誤或缺失是否是由于峰圖不清楚而導致的計算機誤讀。
2、PCR/克隆過程
盡管使用高保真聚合酶進行PCR出錯的可能性比較少,但不排除PCR錯配或者克隆過程中突變的可能。有的人會問,PCR的突變怎么會出現在引物區呢?這是因為,引物是單鏈,PCR產物引物區的互補鏈同樣是以引物為模板進行擴增得到的,因此,有可能存在引物正確但其產物出錯的情況。
針對這種情況的解決方法是進行測序時,請送2-3個獨立的克隆子進行測序,這樣可以排除PCR過程出錯或克隆產生突變的情況。
3、引物本身錯誤
如前面所述,引物合成是一種多步驟的化學反應,即使每一步合成效率達到99%,仍有1%的序列不能連接或錯誤地連接下一個堿基,這些序列在經過Capping后脫離循環,成為缺堿基的失敗序列;
對于缺失突變,一般認為是一般認為是帶帽(capping)反應不*造成的,Caping反應主要是封閉極少數5'-羥基沒有參加反應單體。被封閉的引物,在下一輪偶連時將不能繼續參與合成。對于實驗中測序發現的較常見堿基缺失的可能原因如下:
1)、 由于DNA合成是沿著3'→5'端方向將堿基逐個連接上去的,每連上一 個堿基,都需要經過 (Detritylation、Coupling、Capping、Oxidation)一個循環。Coupling是上一個堿基的5'-OH 與下一個堿基的3'活性部分發生反應,該反應的效率可達99%,即便如此,仍有1%的序列不能連接下一個堿基,這些序列在經過Capping后脫離循環,成為缺堿基的失敗序列;
2)、 Capping是將沒有連接上下一個堿基的5'-OH乙酰化,Capping的效率不可能達到100%,沒有被乙酰化的5'OH會進一步發生反應,造成中間缺堿基的失敗序列;
3)、 Detritylation是脫掉上一個堿基5'-OH上的保護基,準備連接下一個新堿基,Detritylation的效率也不可能達到100%,沒有脫保護的5'-OH會跳過該循環而直接進入下一個循環,造成中間缺堿基的失敗序列;
至于插入突變,引物序列中往往是堿基重復,一般認為,偶連過程中,正在偶連的部分堿基發生丟失DMT,處于活性狀態的新堿基在沒有與上一個堿基反應前發生自連,將會造成堿基重復,故會發生插入同一堿基的突變的失敗序列。
對于堿基置換的突變,產生的原因一般認為是堿基不能100%脫保護,即引物上可能含有殘留保護基團,通常發生在G轉換成其它堿基。堿基G在一定條件下可以轉化為烯醇異構體2,6-diaminopurine(脫嘌呤),DNA復制和PCR過程中DNA聚合酶將2,6-diaminopurine看作堿基A,發生G到A的轉換,測序就會發現堿基G-A置換。脫嘌呤現象在富含嘌呤的引物中發生的頻率較高。
引物合成過程中,造成堿基缺失,插入,置換突變的因素客觀存在,上述各種原因產生的失敗序列可通過純化不同程度地得到去除。但是基于目前大規模生產的純化方法,還不能達到100%的純度,對40 mer以下的DNA制品,HPLC是好的純化方法,其次是ULTRA PAGE;而對40 mer以上的DNA制品ULTRAPAGE純化要優于單純的HPLC純化。所以,如您要對PCR產物克隆后測序,一定要選擇ULTRA PAGE純化或HPLC純化的引物。
測序發現引物區域有突變,特別是40個堿基以下的引物, 發生的概率不大,但是偶爾也會發生。客戶一般可以放心,引物序列一般都是通過電腦直接將您的序列復制到合成儀的,人為造成的序列出錯可能微乎其微。在目前的技術水平下,各家公司還沒有辦法*解決引物合成出錯的這個問題。引物合成的固相合成原理都一樣,采用的機器也基本相同,合成主要原料都是由可數的幾家跨國公司提供的,所以每個合成服務商遇到的問題也基本類似,沒有哪家公司可以*避免。