Primer의 정의
프라이머(primer)란 DNA 합성의 시작점이 되는 짧은 nucleotide 서열을 뜻하며 PCR (polymerase chain reaction), sequencing등에 사용된다.
Primer 짜는 방법
primer를 짜는 방법을 알기 위해서는 taq polymerase의 특성부터 이해해야 한다.
Taq polymerase는 생성되는 가닥에서 5′ -> 3′ 의 방향으로 DNA를 합성해 나간다. 즉, DNA의 합성이 시작되는 쪽의 5′ 부터 primer가 제작되어야 한다.
Primer를 제작할 때는 Forward primer, Reverse primer 이렇게 두 개를 하나의 set로 제작한다. 우리가 원하는 부분 만을 증폭하기 위해서는 한 쌍의 primer가 필요한 셈이다.
Primer 짜는 방법은 아래의 그림과 같다. 주의 할 점은 5′ – 3′ 방향을 잘 확인해야 한다는 것이다.
보통 우리가 시험이나 NCBI 와 같은 database에서 sequence를 확인하면 5′ -> 3′ 방향으로 단일가닥의 sequence만이 제공된다. 하지만 DNA는 이중가닥이라는 것을 잊지 말자.
사실 Primer 짜는 방법은 간단하다. Primer를 제작할 때 증폭해야 하는 서열 부위의 시작 seqeunce를 그대로 가져와 Forward primer로 하면 되고 합성이 끝나는 부위의 sequence를 reverse complementary sequence로 가져와서 Reverse primer로 쓰면 된다.
그 이유를 알아야 나중에 헷갈리지 않는다. 위 그림에서와 같이 맨 처음 한 줄만 보통 단일 가닥의 sequence만 주어진다. 이중 가닥을 만들어 놓고 생각하면 이해하기가 쉽다.
Taq polymerase 는 5′ -> 3′ 방향으로만 DNA를 합성할 수 있기 때문에 primer는 5′ 방향에서 시작된다고 생각하면 된다.
증폭해야 하는 서열 부위의 시작 sequence가 Forward primer가 되는 이유는 위 그림의 template와 상보적인 sequence인 가닥 (위 그림에서 complementary) 에 결합하여 5′ -> 3′ 방향으로 합성되어 나가는 것이다.
즉, 증폭해야 하는 서열 부위의 시작 sequence가 사실상 위 그림에서 complemetary로 표시된 주형가닥에 결합하는 Forward Primer로 사용 되는 것이다.
Reverse primer도 마찬가지이다. 위 그림에서 template 뒤쪽 부분에 결합하는 sequence 역시 서열 부분의 상보적인 서열을 이용하면 된다.
하지만 complementary sequence가 아니라 Reverse complementary sequence가 사용되는 이유는 우리가 보통 DNA 서열을 5′ -> 3′ 방향으로 적기 때문이다. 시험이든 primer를 회사에서 주문할 때든 우리는 5′ -> 3′ 방향으로 적기 때문에 3′ -> 5′ 으로 적혀 있는 서열을 5′ -> 3′ 방향으로 reverse를 해주어야 한다.
아래 사이트를 이용하면 sequence를 Complementary, Reverse, Reverse complementary 로 쉽게 변환이 가능하다. (https://www.bioinformatics.org/sms/rev_comp.html)