Wikipedia · einfach zusammengefasst · Stand
Primer
Durch maßgeschneiderte Mismatch primer lassen sich über die PCR-Technik auch gezielt Mutationen in Gene einführen, die z. B. im Austausch einer Aminosäure …
Inhalt4 Abschnitte
Aufgabe von Primern
Primer sind in der Molekularbiologie Oligonukleotide, also kurze Nukleinsäurestücke. Sie dienen DNA-replizierenden Enzymen wie DNA-Polymerasen als Startpunkt. DNA-Polymerasen benötigen für ihre erste Verknüpfungsreaktion eine Hydroxygruppe. Diese stellen Primer mit ihrem 3'-OH-Ende bereit.
Primer können aus DNA oder RNA bestehen. Bei der DNA-Replikation von Prokaryoten und Eukaryoten wird RNA als Primermaterial verwendet. In Prokaryoten bildet die Primase, auch DnaG-Protein genannt, die Primersequenzen. In Eukaryoten besitzt die DNA-Polymerase α eine Primasefunktion.
Entfernung und Sonderfall
Nach der Replikation müssen die entstandenen Primer entfernt werden. Bei Prokaryoten geschieht dies durch die 5'-3'-Exonukleaseaktivität der Polymerase I oder durch RNase H. In eukaryotischen Zellen werden Primer durch verdrängende DNA-Synthese der Polymerase δ und durch Restriktion mit der Flap-Endonuklease entfernt.
Ein Sonderfall ist die DNA-Synthese an den Telomeren eukaryotischer Zellen: Dort dient der Telomerase, einem polymerisierenden Enzym, das 3'-OH-Ende der DNA als Primersequenz. Allelspezifische Oligonukleotide binden an bestimmte SNP.
Primer bei molekularbiologischen Verfahren
Primer werden auch bei der In-vitro-Amplifikation von DNA benötigt, etwa bei der Polymerase-Kettenreaktion (PCR), bei der DNA-Sequenzierung und bei der reversen Transkription. Mit ihnen lässt sich festlegen, welcher spezifische DNA-Abschnitt amplifiziert, also vervielfältigt, werden soll.
Primerdesign
Primerdesign bezeichnet den gezielten Entwurf von Primern. Für eine PCR bestimmt man Nukleotidsequenzen, die den zu amplifizierenden DNA-Abschnitt flankieren, also an seinen beiden Seiten liegen. Nach diesen Sequenzen werden passende Primer durch Phosphoramidit-Synthese hergestellt. Jeder Primer entspricht dabei dem gegenläufigen Strang seines „Primerpartners“.
Primer für PCR-Ansätze sind in der Regel 18–30 Nukleotide lang. Maßgeschneiderte Mismatch-Primer, deren Sequenz nicht vollständig zur Zielsequenz passt, können über PCR gezielt Mutationen in Gene einführen, zum Beispiel den Austausch einer Aminosäure.