Виртуальная полимеразная цепная реакция (ПЦР in silico, цифровая ПЦР, электронная ПЦР, е-ПЦР) — математический метод компьютерного анализа теоретической полимеразной цепной реакции, использующий данные о нуклеотидных последовательностях праймеров (или ДНК-зондов) для предсказания потенциальной амплификации фрагментов исследуемого генома, хромосомы, или любого другого участка ДНК[1][2][3][4][5][2].
Этот инструмент используют для оптимизации подбора праймеров или ДНК-зондов к ДНК-мишени. Праймеры анализируются на наличие участков связывания и определяется степень их комплементарности к ДНК-мишени. Некомплементарные основания в участке связывания праймера с ДНК-мишенью снижают стабильность праймера, так как снижают температуру плавления, а также некомплементарные основания в 3'-конце праймера ингибируют инициацию синтеза ДНК в ПЦР с помощью ДНК-полимеразы Taq, которая не обладает корректирующей 3',5'-экзонуклеазной активностью. Если же некомплементарные основания находятся только на 5'-конце праймера и праймер стабилен при конкретной температуре отжига, то в этом случае Taq-полимераза будет использовать данный праймер как затравку для начала синтеза ДНК, комплементарной ДНК-мишени.
Потенциально праймер с любой последовательностью нуклеотидных остатков найдёт комплементарные участки связывания на любой геномной ДНК про- или эукариот. Однако, полимеразная цепная реакция не будет проходить эффективно и синтез ПЦР-продукта будет проходить либо линейно (а не экспоненциально), либо не будет проходить вообще. Это связано, во-первых, с тем, что описано выше, для некомплементарных оснований на 3'-конце и стабильностью праймера; и во-вторых, для ПЦР необходимы два близко расположенных праймера, комплементарных обеим цепям и ориентированных 3'-концами друг к другу.
.png)
Существует большое разнообразие программ для виртуальной ПЦР, различающихся по набору функций, простоте использования, эффективности и стоимости[7][8].
Вероятно, наиболее широко используемыми являются инструмент «Electronic PCR» (электронная ПЦР)[7], представленный в свободном доступе на сайте Национального центра биотехнологической информации (NCBI), а также бесплатная программа компании PrimerDigital[9].
С другой стороны, платная программа FastPCR [10] позволяет одновременно тестировать один праймер или набор праймеров (проб), предназначенных для амплификации множественных мишеней. Потенциальные ПЦР-продукты или сайты связывания праймеров могут быть предсказаны как для линейных, так и для кольцевых матриц, для стандартной, обратной или мультиплексной ПЦР. Программа вычислит температуру плавления для праймеров в участке связывания с ДНК-мишенью с некомплементарными основаниями и определит все потенциальные ПЦР-продукты. Можно также анализировать степень комплементарности и взаимодействие праймеров друг с другом.
Примечания
- 1 2 Kalendar R, Lee D, Schulman AH (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.
- 1 2 Yu B, Zhang C (2011). “In silico PCR analysis”. Methods Mol Biol. 790: 91–107. DOI:10.1007/978-1-61779-176-5_6. PMID 21779992.
- ↑ Schuler GD (1997). “Sequence mapping by electronic PCR”. Genome Res. 7: 541–550. DOI:10.1101/gr.7.5.541. PMID 9149949.
- ↑ Rotmistrovsky K, Jang W, Schuler GD (2004). “A web server for performing electronic PCR”. Nucleic Acids Res. ;32(Web Server issue): W108–12. DOI:10.1093/nar/gkh450. PMID 15215361.
- ↑ Bikandi J, San Millan R, Rementeria A, Garaizar J (2004). “In silico analysis of complete bacterial genomes: PCR, AFLP-PCR and endonuclease restriction”. Bioinformatics. 20: 798–790. DOI:10.1093/bioinformatics/btg491. PMID 14752001.
- ↑ Kalendar R., Lee D., Schulman A. H. FastPCR software for PCR, in silico PCR, and oligonucleotide assembly and analysis. (англ.) // Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). — 2014. — Vol. 1116. — P. 271—302. — DOI:10.1007/978-1-62703-764-8_18. — PMID 24395370.
- 1 2 Electronic PCR. NCBI - National Center for Biotechnology Information. Проверено 30 марта 2012.
- ↑ UCSC Genome Bioinformatics. UCSC Genome Bioinformatics Group. Проверено 30 марта 2012. Архивировано 16 сентября 2012 года.
- ↑ jPCR. PrimerDigital. Проверено 30 марта 2012. Архивировано 16 сентября 2012 года.
- ↑ FastPCR. PrimerDigital Ltd. Проверено 30 марта 2012. Архивировано 16 сентября 2012 года.
Онлайн программы для in silico ПЦР
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .