gDNA Designer

核酸检测设计

gDNA Designer

输入一条目标 DNA 或扩增产物,选择 Ago 酶种,系统会按切点关系组合出完整的检测方案:gDNA1、gDNA2、gDNA3 和 Reporter DNA。

设计参数

有效长度 0 nt

支持纯序列或 FASTA(标题行会被忽略)。只允许 A/T/C/G,长度 36–1000 nt。

选填。引物只用于避让和互补风险检查,不是设计对象。

1–20,默认 20。

gDNA Designer 是什么

一个面向 Argonaute(PfAgo)核酸检测的引导链设计工具:输入一段目标 DNA 或实际扩增产物,自动生成一整套可直接合成的检测序列——gDNA1、gDNA2、gDNA3 与 Reporter DNA。

PfAgo 检测体系不是单条引导链就能工作的。它需要两条引导链在目标链上切出一段特定的片段(gDNA4),再由第三条引导链在这段片段所在区间内切割,最终由 Reporter DNA 产生可读出的信号。四条序列之间靠切点坐标互相约束,任何一条改动都会影响其余几条。

手工设计这套级联关系很容易出错:既要同时满足长度、GC、同聚物、回文等一系列约束,又要保证三个切点的相对位置正确。gDNA Designer 把这些规则固化下来,一次输入直接给出整套方案并按综合评分排序。

每套方案都附带完整坐标(结合区间、切点位置、结合链),并用示意图把级联关系画出来,方便你在下单合成之前先核对一遍设计是否合理。

  • 整套输出

    一次返回 gDNA1 / gDNA2 / gDNA3 / Reporter 四条序列,不需要自己拼装。

  • 坐标可核对

    每条序列都给出结合区间、结合链与切点位置,可与示意图逐一对照。

  • 规则内置

    长度、GC、同聚物、回文、引物避让等约束由引擎统一把关。

  • 按方案排序

    按整套级联的综合评分排序,直接从排名靠前的方案开始验证。

如何使用

STEP 1

粘贴目标 DNA 序列或实际扩增产物。支持纯序列与单条 FASTA,只识别 A/T/C/G,长度需在 36–1000 nt 之间。

STEP 2

确认酶种。当前引擎只实现了 PfAgo,页面固定按 PfAgo 计算,无需选择;TtAgo 尚未开放。

STEP 3

如果已经有扩增引物,把正向/反向引物一并填入。引物不参与设计,只用于避让引物区域并提示互补风险。

STEP 4

设置返回方案数(1–20,本页默认 20),提交后在结果页逐个查看方案,并用示意图核对切点关系。

参数与规则说明

输入参数

  • 目标序列

    必填。目标 DNA 或实际扩增产物,只接受 A/T/C/G,长度 36–1000 nt。支持纯序列或单条 FASTA(标题行会被忽略)。

  • 酶种

    当前只支持 PFAGO,页面已固定提交该值;其余取值会被服务端拒绝。

  • 正向 / 反向引物

    选填。仅用于避开引物覆盖的区域,并在引导链与引物存在互补风险时给出提示,本身不是设计对象。

  • 返回方案数

    范围 1–20,本页默认取 20。按整套级联的综合评分从高到低返回。

筛选规则

  • 引导链长度

    按 16、17、15、18 的优先级尝试;gDNA4 片段长度取 16、17、18。

  • GC 含量

    硬性过滤,落在 40%–80% 区间之外的候选直接淘汰。

  • 同聚物

    不允许出现连续 GGGG;A、C、T 任一碱基连续 5 个及以上同样淘汰。

  • 回文

    整条引导链不允许自身反向互补。

  • 首尾互补

    首尾各 5 nt 的反向互补先做严格过滤;严格模式下完全无解时才放宽重试。

输出字段

  • gDNA1 / gDNA2

    在同一条链上切出两个切点,这两个切点之间的片段即为 gDNA4。

  • gDNA3

    在另一条链上切割,切点需落在 gDNA4 区间内;落点是否精确由 gdna3_match_mode 标注。

  • Reporter DNA

    gDNA4 的反向互补,用于产生可读出的信号。

  • 坐标口径

    接口返回 0-based 半开区间,页面上统一换算成 1-based 闭区间展示,并把互补链编号的坐标折算回参考链。

设计原理

STEP 1

归一化输入

01去掉 FASTA 标题行与全部空白字符,统一转成大写。
02校验字符集与长度:只允许 A/T/C/G,长度需落在 36–1000 nt。
03如果提供了引物,标记出引物覆盖的区域,后续候选会避开这些位置。

STEP 2

建立候选池

01按酶种预设的长度优先级在目标序列上滑窗,逐一取出候选引导链。
02对每条候选做硬性过滤:GC 区间、连续 GGGG、A/C/T 长同聚物、整条回文。
03记录每条候选的结合区间、结合链与切点位置——后面组装级联全靠这几个坐标。

STEP 3

组装级联

01枚举可能的 gDNA4 区间(长度取 16–18),它决定了最终 Reporter 的序列。
02在候选池里找出切点正好落在 gDNA4 两端的两条引导链,作为 gDNA1 与 gDNA2。
03再在对面那条链上找出切点落进 gDNA4 区间的引导链,作为 gDNA3。

STEP 4

评分与排序

01Reporter 取 gDNA4 的反向互补,至此四条交付序列全部确定。
02对整套级联综合打分,而不是只看单条引导链的好坏。
03按总分从高到低返回,并标注 gDNA3 切点与 gDNA4 区间的匹配方式。

常见问题

为什么需要三条引导链?

PfAgo 检测依赖一段被精确切下的目标片段。gDNA1 与 gDNA2 负责在同一条链上切出两个切点,界定出 gDNA4;gDNA3 则在另一条链上、gDNA4 区间内切割。三者缺一,级联就无法完成。

gDNA4 需要合成吗?

不需要。gDNA4 是被切割释放出来的目标片段,不是交付序列。它的作用是解释 Reporter 的来源——Reporter 就是 gDNA4 的反向互补。真正需要合成的是 gDNA1、gDNA2、gDNA3 和 Reporter DNA。

目标序列该放扩增产物还是原始基因序列?

建议直接放实际扩增产物。设计结果的坐标是相对于你输入的这条序列的,用扩增产物可以保证引导链落在真实存在的区域内,也便于配合引物避让功能。

填引物有什么用?

引物本身不参与设计。填入后引擎会避开引物覆盖的区域,并在引导链与引物之间存在互补风险时给出提示,减少后续实验中的非特异干扰。

为什么有时候一条方案都出不来?

通常是目标区域太短或碱基组成太极端。GC 必须落在 40%–80%,且不能出现 GGGG 或 A/C/T 的长同聚物,整条引导链也不能自身回文。可以换一段目标区域,或适当扩大输入范围再试。

结果里的坐标怎么读?

接口返回的是 0-based 半开区间,页面上已统一换算成 1-based 闭区间显示。gDNA3 一类按互补链编号给出的坐标,也已经折算回参考链坐标系,所以四条序列的区间可以直接横向比较。

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