Compoziția GC

Compoziție GC ( compoziție guanină-citozină , GC-compoziție ) [1] - proporția de guanină (G) și citozină (C) dintre toate resturile de nucleotide ale secvenței de nucleotide considerate. Compoziția GC poate fi determinată atât pentru un fragment al unei molecule de ADN sau ARN , cât și pentru întreaga moleculă sau chiar întregul genom .

Perechea GC are trei legături de hidrogen , în timp ce perechea AT ( adenină - timină ) are două. Prin urmare, ADN-ul GC ridicat este mai rezistent la denaturarea soluției decât ADN-ul GC scăzut. Pe lângă legăturile de hidrogen, stabilitatea structurii secundare a ADN-ului și ARN -ului este afectată de interacțiunile hidrofobe sau de stivuire între nucleotidele adiacente, care nu depind de secvența de baze a acizilor nucleici [2] [3] .

În PCR , compoziția GC a primerului este utilizată pentru a prezice punctul de topire al primerului și temperatura de recoacere. Compoziția ridicată de GC a grundului îi permite să fie utilizat la temperaturi ridicate de recoacere.

Calcularea compoziției GC

Compoziția GC este de obicei prezentată ca procent ( fracție G+C sau fracțiune GC ) pentru una dintre catenele de ADN sau ARN . Compoziția GC procentuală este calculată ca [4]

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

unde este cantitatea totală de guanine și citozine și este lungimea lanțului de ADN sau ARN din nucleotide: . $G+C$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+C$ poate fi reprezentat și ca un cod degenerat ca , atunci $S$

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

Calculul schimbărilor în compoziția nucleotidelor

Compoziția GC este un caz special de abateri[ clear ] ( engleză skew ) în secvența de nucleotide a anumitor baze nucleotidice sau grupuri de baze.

De exemplu, abaterea raportului dintre purine (suma tuturor guaninelor și adeninelor ) și lungimea lanțului ADN sau ARN în nucleotide ( cota G+A sau cota GA ) poate fi calculată ca procent [5] :

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

unde este cantitatea totală de guanine și adenine și este lungimea lanțului de ADN sau ARN din nucleotide: . $G+A$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+A$ poate fi reprezentat și ca un cod degenerat ca , atunci $R$

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

În mod similar, pentru pirimidine ( citozină și timină ):

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

unde este suma tuturor citozinelor și timinelor , în timp ce este lungimea lanțului de ADN sau ARN din nucleotide. $C+T$ $L$

Abatere în raport cu suma tuturor guaninelor la suma tuturor citozinelor sau invers (deplasare în raport cu suma tuturor citozinelor la suma tuturor guaninelor ): $GCskew={\cfrac {GC}{G+C}}$ Această valoare - GC skew - poate fi pozitivă (dacă cantitatea de guanină este mai mare decât cantitatea de citozină ), negativă (în caz contrar) sau egală cu 0 (când cantitatea de guanină și citozină sunt aceleași).
În mod similar, puteți calcula abaterea raportului dintre suma tuturor adeninelor și timinelor sau invers (suma tuturor timinelor la adenine ): $ATskew={\cfrac {AT}{A+T}}$ Această valoare - AT skew - va fi pozitivă dacă cantitatea de adenină este mai mare decât cantitatea de timină , negativă în caz contrar, sau egală cu 0 când sumele adeninelor A și timinei T sunt egale.
Calculați abaterea în raport cu suma tuturor guaninelor și tuturor citozinelor , în raport cu suma tuturor adeninelor și timinelor, sau invers ( adeninelor și timinelor în raport cu suma tuturor guaninelor și citozinelor ): $SWskew={\cfrac {SW}{L}}$ unde este suma tuturor guaninelor și citozinelor , în timp ce este suma tuturor adeninelor și timinelor . $S$ $W$
Calculul abaterii totale a tuturor purinelor la pirimidine sau invers (toate pirimidinelor la toate purinele), într-o catenă de ADN: $RYskew={\cfrac {RY}{L}}$ unde este suma tuturor guaninelor și adeninelor , în timp ce este suma tuturor citozinelor și timinelor . $R$ $Y$
Calculați abaterea în raport cu suma tuturor citozinelor și adeninelor , în raport cu suma tuturor guaninelor și timinelor sau invers ( guaninelor și timinelor în raport cu suma tuturor citozinelor și adeninelor ): $MKskew={\cfrac {MK}{L}}$ unde este suma tuturor citozinelor și adeninelor , în timp ce este suma tuturor guaninelor și timinelor . $M$ $K$

Note

↑ Abreviere: GC-compoziție, CG-compoziție, GC-compoziție, CG-compoziție, GC%, GC%
↑ Ponnuswamy P., Gromiha M. Despre stabilitatea conformațională a duplexurilor de oligonucleotide și a moleculelor de ARNt // J Theor Biol : jurnal. - 1994. - Vol. 169 , nr. 4 . - P. 419-432 . — PMID 7526075 .
↑ Yakovchuk P., Protozanova E., Frank-Kamenetskii MD Contribuții la stivuirea și împerecherea bazelor la stabilitatea termică a dublei helix ADN // Nucleic Acids Res . : jurnal. - 2006. - Vol. 34 , nr. 2 . - P. 564-574 . doi : 10.1093 / nar/gkj454 . — PMID 16449200 . Arhivat 5 martie 2020.
↑ Madigan, MT și Martinko JM Brock biologia microorganismelor (neopr.) . — al 10-lea. - Pearson-Prentice Hall, 2003. - ISBN 84-205-3679-2 .
↑ Maxim I. Pyatkov și Anton N. Pankratov. SBARS: creare rapidă de dotplots pentru secvențe de ADN pe diferite scări folosind GA-,GC-content // Bioinformatica : 30. - 2014. - Nr. 12 . - S. 1765-1766 . - doi : 10.1093/bioinformatics/btu095 .

Vezi și

reacția în lanț a polimerazei

Compoziția GC

Calcularea compoziției GC

Calculul schimbărilor în compoziția nucleotidelor

Note

Vezi și

Link -uri