پرایمر (زیست شناسی مولکولی)

پرایمر ()
پرایمر رشته کوتاهی از آر ان ای یا دی ان ای است که معمولا از ۱۸ تا ۲۲ باز تشکیل شده‌است. این رشته کوتاه به عنوان نقطه‌ای برای آغاز سنتز دی ان ای عمل می‌کند.
پرایمر جزئی ضروری در فرایند رونویسی دی ان ای محسوب می‌شود چرا که آنزیم‌های کاتالیز کننده این فرایند (DNA polymeraseها) تنها قادر هستند نوکلئوتیدها را به یک رشته موجود از جنس دی ان ای اضافه کنند. پلیمراز رونویسی را از انتهای ۳ پرایمر آغاز کرده و شروع به کپی کردن رشته مقابل می‌کند.
در رونویسی دی ان ای در شرایط طبیعی، از رشته‌هایی از جنس آر ان ای که به آنها پرایمر آر ان ای گفته می‌شود، به منظور سنتز دی ان ای در هر دو رشته پیشرو و پسرو استفاده می‌گردد.
از طرف دیگر بسیاری از تکنیک‌های آزمایشگاهی که نیازمند دی ان ای پلیمراز هستند، از پرایمرهای دی ان ای استفاده می‌کنند چرا که پرایمرهای دی ان ای مقاومت دمایی بیشتری دارند. از جمله این تکنیک‌ها می‌توان به توالی یابی دی ان ای (DNA sequencing) و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز ( p olymerase c hain r eaction) اشاره کرد.
در آزمایشات، استفاده از پرایمری که دمای ذوبش (Tm اش) به دمای اتصال آن به رشته نزدیک باشد، اهمیت دارد. یک پرایمر که دمای ذوبش به طور معنی دار بالاتر از دمای واکنش اتصال ( annealing ) است، ممکن است به محل نادرست متصل شده و توالی اشتباه را رونویسی کند. در حالی که اگر دمای ذوب پرایمر به طور معنی دار کمتر از دمای اتصال رشته باشد، ممکن است نتواند به مکان مورد نظر بچسبد و قطعه تکثیر نشود. این پرایمرها معمولا الیگونوکلئوتیدهایی کوتاه هستند که به روش شیمیایی سنتز شده‌اند و طولی در حدود ۲۰ بازدارند. آنها به DNAی هدف متصل می‌شوند. پس از آن فرایند نسخه برداری توسط پلیمراز انجام می‌شود.
استفاده از پرایمرهای سنتتیک
توالی یابی DNA به منظور تعیین نوکلئوتیدهای تشکیل دهنده یک رشته DNA انجام می‌شود. در روش خاتمه زنجیره سنجر (Sanger chain termination method)که از روشهای توالی یابی محسوب می‌شود، از یک پرایمر جهت آغاز رونویسی در رشته استفاده می‌گردد.
در واکنش زنجیره‌ای پلیمراز، از پرایمرها جهت تعیین قطعات DNA ای که باید طی فرایند PCR تکثیر شوند، استفاده می‌شود. طول پرایمرها معمولا بیش از ۳۰ نوکئوتید نیست. به منظور این که رونویسی آغاز شود لازم است تا پرایمرها به ابتدا و انتهای قطعه DNA متصل شوند. زمانی که پلیمراز، پرایمر را از یک سمت طویل می‌کند، رشته طویل شده به عنوان الگو برای دیگری عمل کرده و به این ترتیب تعداد قطعات هدف به طور تساعدی افزایش می‌یابد.
طراحی پرایمر برای واکنش زنجیره‌ای پلیمراز
به منظور این که مرحله اتصال پرایمر‌ها(annealing) طی فرایند PCR به درستی اتفاق بیفتد نیاز است تا هر دو پرایمر ( forward و revearse ) دمای ذوب مشابهی داشته باشند. توالی پرایمرها باید منحصر به فرد بوده و دربردارنده قطعه DNA ی مورد نظر باشند. همچنین باید تا حد ممکن امکان اتصال اشتباه به توالی‌های مشابه وجود نداشته باشد. یک روش متداول که به منظور طراحی پرایمر به کار می‌رود BLAST است. در این روش همه نواحی که امکان اتصال پرایمر به آنها وجود دارد، قابل مشاهده است.
گزینه Primer-BLAST که بستر آن NCBI است امکان طراحی همزمان پرایمر و Blast کردن با توالی را فراهم می‌کند. نرم‌افزارهایی مانند ePrime و Beacon Designer نیز از انواع دیگر این ابزارها هستند. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای PCR نیز می‌تواند در طراحی پرایمر به ما کمک کند.
برنامه‌های بسیاری برای طراحی پرایمر به صورت آنلاین در دسترس هستند که برخی از آنها به طور ویژه برای طراحی پرایمر در فرایند PCR کاربرد دارند.
همچنین از ابزارهایی مانند Primer3Plus و PrimerQuest می‌توان جهت یافتن پرایمرهای جفت شونده با اختصایت بالا استفاده کرد.