GC sammensætning

GC-sammensætning ( guanin-cytosinsammensætning , GC-sammensætning ) [1] - andelen af guanin (G) og cytosin (C) blandt alle nukleotidrester i den betragtede nukleotidsekvens. GC-sammensætning kan bestemmes både for et fragment af et DNA- eller RNA- molekyle og for hele molekylet eller endda hele genomet .

GC-parret har tre hydrogenbindinger , mens AT-parret ( adenin - thymin ) har to. Derfor er høj GC DNA mere modstandsdygtig over for opløsningsdenaturering end lav GC DNA. Ud over hydrogenbindinger påvirkes stabiliteten af den sekundære struktur af DNA og RNA af hydrofobe eller stablende interaktioner mellem tilstødende nukleotider, som ikke afhænger af nukleinsyrernes basesekvens [2] [3] .

I PCR bruges primerens GC-sammensætning til at forudsige primerens smeltepunkt og annealingstemperatur. Den høje GC-sammensætning af primeren gør det muligt at bruge den ved høje annealingstemperaturer.

Beregning af GC-sammensætningen

GC-sammensætningen præsenteres normalt som en procentdel ( G+C -fraktion eller GC-fraktion ) for en af DNA- eller RNA-strengene . Den procentvise GC-sammensætning er beregnet som [4]

GC\%={\cfrac {G+C}{L}}\ gange \ 100

hvor er den samlede mængde af guaniner og cytosiner, og er længden af DNA- eller RNA -kæden i nukleotider: . $G+C$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+C$ kan også repræsenteres som en degenereret kode som , så $S$

GC\%={\cfrac {S}{L}}\ gange \ 100

Beregning af skift i nukleotidsammensætningen

GC-sammensætning er et særligt tilfælde af afvigelser[ clear ] ( engelsk skew ) i nukleotidsekvensen af visse nukleotidbaser eller grupper af baser.

For eksempel kan afvigelsen i forholdet mellem puriner (summen af alle guaniner og adeniner ) og længden af DNA- eller RNA -kæden i nukleotider ( G+A -andel eller GA-andel ) beregnes som en procentdel [5] :

GA\%={\cfrac {G+A}{L}}\ gange \ 100

hvor er den samlede mængde af guaniner og adeniner, og er længden af DNA- eller RNA -kæden i nukleotider: . $G+A$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+A$ kan også repræsenteres som en degenereret kode som , så $R$

GA\%={\cfrac {R}{L}}\ gange \ 100

Tilsvarende for pyrimidiner ( cytosin og thymin ):

CT\%={\cfrac {C+T}{L}}\times \ 100={\cfrac {Y}{L}}\times \ 100

hvor er summen af alle cytosiner og thyminer , mens er længden af DNA- eller RNA -kæden i nukleotider. $C+T$ $L$

Afvigelse i forhold til summen af alle guaniner til summen af alle cytosiner eller omvendt (forskydning i forhold til summen af alle cytosiner til summen af alle guaniner ): $GCskew={\cfrac {GC}{G+C}}$ Denne værdi - GC skew - kan være positiv (hvis mængden af guanin er højere end mængden af cytosin ), negativ (ellers) eller lig med 0 (når mængden af guanin og cytosin er den samme).
På samme måde kan du beregne afvigelsen i forholdet mellem summen af alle adeniner og thyminer eller omvendt (summen af alle thyminer til adeniner ): $ATskew={\cfrac {AT}{A+T}}$ Denne værdi - AT-skævhed - vil være positiv, hvis mængden af adenin er højere end mængden af thymin , negativ ellers, eller lig med 0, når summen af adenin A og thymin T er lige store.
Beregn afvigelsen i forhold til summen af alle guaniner og alle cytosiner , i forhold til summen af alle adeniner og thyminer, eller omvendt ( adeniner og thyminer i forhold til summen af alle guaniner og cytosiner ): $SWskew={\cfrac {SW}{L}}$ hvor er summen af alle guaniner og cytosiner , mens er summen af alle adeniner og thyminer . $S$ $W$
Beregning af den totale afvigelse af alle puriner til pyrimidiner eller omvendt (alle pyrimidiner til alle puriner) i en DNA-streng: $RYskew={\cfrac {RY}{L}}$ hvor er summen af alle guaniner og adeniner , mens er summen af alle cytosiner og thyminer . $R$ $Y$
Beregn afvigelsen i forhold til summen af alle cytosiner og alle adeniner , i forhold til summen af alle guaniner og thyminer , eller omvendt ( guaniner og thyminer i forhold til summen af alle cytosiner og adeniner ): $MKskew={\cfrac {MK}{L}}$ hvor er summen af alle cytosiner og adeniner , mens er summen af alle guaniner og thyminer . $M$ $K$

Noter

↑ Forkortelse: GC-sammensætning, CG-sammensætning, GC-sammensætning, CG-sammensætning, GC%, GC%
↑ Ponnuswamy P., Gromiha M. Om den konformationelle stabilitet af oligonukleotid-duplekser og tRNA-molekyler // J Theor Biol : journal. - 1994. - Bd. 169 , nr. 4 . - S. 419-432 . — PMID 7526075 .
↑ Yakovchuk P., Protozanova E., Frank-Kamenetskii MD Base-stabling og baseparring bidrager til termisk stabilitet af DNA-dobbelthelixen // Nucleic Acids Res . : journal. - 2006. - Bd. 34 , nr. 2 . - S. 564-574 . doi : 10.1093 / nar/gkj454 . — PMID 16449200 . Arkiveret 5. marts 2020.
↑ Madigan, MT og Martinko JM Brock mikroorganismers biologi (neopr.) . — 10. - Pearson-Prentice Hall, 2003. - ISBN 84-205-3679-2 .
↑ Maxim I. Pyatkov og Anton N. Pankratov. SBARS: hurtig oprettelse af dotplots for DNA-sekvenser på forskellige skalaer ved hjælp af GA-,GC-indhold // Bioinformatik: 30. - 2014. - Nr. 12 . - S. 1765-1766 . - doi : 10.1093/bioinformatics/btu095 .

Se også

polymerase kædereaktion

GC sammensætning

Beregning af GC-sammensætningen

Beregning af skift i nukleotidsammensætningen

Noter

Se også

Links