پرایمر، یک مولکول کوچک تک-رشته‌ای از جنس DNA است که در واکنش PCR شرکت می‌کند و سر 3′3′ هیدروکسیل آزاد را در اختیار «آنزیم Taq پلیمراز» قرار می‌دهد. می‌دانیم که در ژنوم موجودات پیچیده‌ای مانند انسان، در هر ناحیه، تنها یکی از دو رشته DNA به عنوان ژن فعال، عمل می‌کند. معمولا هدف از انجام PCR، تکثیر این ناحیه است و به آن «ناحیه هدف» (Target Region) می‌گوییم. برای این کار به دو پرایمر نیاز است که یکی به رشته هدف و دیگری به رشته مکمل آن متصل می‌شود.

طراحی پرایمر

پیش از آنکه به بررسی اصول طراحی پرایمرها بپردازیم، می‌بایست با دو اصطلاح علمی آشنا شویم.

• «کارایی» (Efficiency). این اصطلاح،‌ بیان می‌کند که پرایمر، تا چه حد در اتصال به توالی مکمل خود در ناحیه هدف و ایجاد محصول نهایی، موفق بوده است. کارایی بالای یک جفت پرایمر، منجر به ایجاد مقدار قابل توجهی از محصول و در نتیجه وجود یک باند بسیار قوی در ژل الکتروفورز خواهد شد.

• «اختصاصیت» (Specificity): این اصطلاح، بیان می‌کند که آنزیم، تا چه حد، می‌تواند فقط به توالی مکمل خود در ناحیه هدف، و نه هیچ نقطه دیگری از رشته الگو متصل شود. اختصاصیت بیشتر یک جفت پرایمر، به معنی کاهش باندهای غیراختصاصی در ژل الکتروفورز است.

گاهی حفظ این دو ویژگی در یک جفت پرایمر،‌ با دشواری‌هایی همراه می‌شود به طوریکه در بیشتر موارد، افزایش یکی از این دو نیازمند کاهش دیگری است. از سوی دیگر در طراحی پرایمر، می‌بایست، نکاتی مانند دمای آنیلینگ، درصد GC و مواردی از این دست نیز در نظر گرفته شوند که ترکیب این موارد، فرایند طراحی پرایمر را به یک مبحث پیچیده و در عین حال کلیدی تبدیل می‌کند.

ویژگی‌های موثر بر روی کارایی و اختصاصیت پرایمر عبارتند از:

1. طول پرایمر
2. «دمای ذوب پرایمر» (Melting Temperature)
3. «دمای اتصال پرایمر به الگو» (Primer Annealing Temperature)
4. درصد GC در طول توالی پرایمر (GC-Content)
5. گیره GC (یا GC Clamp)
6. ساختارهای ثانویه (Secondary Structures)
7. توالی‌های تکراری (Repeats)
8. وجود تکرارهای پشت سر هم از یک نوکلئوتید (Run)

9. پایداری سر 3′3′

1. جلوگیری از تشکیل ساختار ثانویه در مولکول الگو