GC sammansättning

GC-sammansättning ( guanin-cytosinkomposition , GC-sammansättning ) [1] - andelen guanin (G) och cytosin (C) bland alla nukleotidrester i den aktuella nukleotidsekvensen. GC-sammansättningen kan bestämmas både för ett fragment av en DNA- eller RNA- molekyl och för hela molekylen eller till och med hela genomet .

GC-paret har tre vätebindningar , medan AT-paret ( adenin - tymin ) har två. Därför är DNA med hög GC mer resistent mot lösningsdenaturering än DNA med låg GC. Förutom vätebindningar påverkas stabiliteten hos den sekundära strukturen av DNA och RNA av hydrofoba eller staplingsinteraktioner mellan intilliggande nukleotider, som inte beror på nukleinsyrors bassekvens [2] [3] .

I PCR används primerns GC-komposition för att förutsäga primerns smältpunkt och hybridiseringstemperatur. Primerns höga GC-sammansättning gör att den kan användas vid höga glödgningstemperaturer.

Beräkna GC-sammansättningen

GC-sammansättningen presenteras vanligtvis som en procentandel ( G+C -fraktion eller GC-fraktion ) för en av DNA- eller RNA-strängarna . Den procentuella GC-sammansättningen beräknas som [4]

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

där är den totala mängden guaniner och cytosiner, och är längden på DNA- eller RNA- kedjan i nukleotider: . $G+C$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+C$ kan också representeras som en degenererad kod som , då $S$

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

Beräkning av förskjutningar i nukleotidsammansättningen

GC-sammansättning är ett specialfall av avvikelser[ clear ] ( engelska skew ) i nukleotidsekvensen för vissa nukleotidbaser eller grupper av baser.

Till exempel kan avvikelsen i förhållandet mellan puriner (summan av alla guaniner och adeniner ) och längden av DNA- eller RNA- kedjan i nukleotider ( G+A -andel eller GA-andel ) beräknas i procent [5] :

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

där är den totala mängden guaniner och adeniner, och är längden på DNA- eller RNA- kedjan i nukleotider: . $G+A$ $L$ $L=A+T+G+C$

$G+A$ kan också representeras som en degenererad kod som , då $R$

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

På liknande sätt, för pyrimidiner ( cytosin och tymin ):

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

där är summan av alla cytosiner och tyminer , medan är längden på DNA- eller RNA- kedjan i nukleotider. $C+T$ $L$

Avvikelse i förhållande till summan av alla guaniner till summan av alla cytosiner eller vice versa (förskjutning i förhållande till summan av alla cytosiner till summan av alla guaniner ): $GCskew={\cfrac {GC}{G+C))$ Detta värde - GC skew - kan vara positivt (om mängden guanin är högre än mängden cytosin ), negativt (annars) eller lika med 0 (när mängden guanin och cytosin är samma).
På liknande sätt kan du beräkna avvikelsen i förhållandet mellan summan av alla adeniner och tyminer eller vice versa (summan av alla tyminer till adeniner ): $ATskew={\cfrac {AT}{A+T}}$ Detta värde - AT skevhet - kommer att vara positivt om mängden adenin är högre än mängden tymin , negativt annars, eller lika med 0 när summan av adenin A och tymin T är lika.
Beräkna avvikelsen i förhållande till summan av alla guaniner och alla cytosiner , i förhållande till summan av alla adeniner och tyminer, eller vice versa ( adeniner och tyminer i förhållande till summan av alla guaniner och cytosiner ): $SWskew={\cfrac {SW}{L}}$ där är summan av alla guaniner och cytosiner , medan är summan av alla adeniner och tyminer . $S$ $W$
Beräkning av den totala avvikelsen för alla puriner till pyrimidiner eller vice versa (alla pyrimidiner till alla puriner), i en DNA-sträng: $RYskew={\cfrac {RY}{L}}$ där är summan av alla guaniner och adeniner , medan är summan av alla cytosiner och tyminer . $R$ $Y$
Beräkna avvikelsen i förhållande till summan av alla cytosiner och alla adeniner , i förhållande till summan av alla guaniner och tyminer , eller vice versa ( guaniner och tyminer i förhållande till summan av alla cytosiner och adeniner ): $MKskew={\cfrac {MK}{L}}$ där är summan av alla cytosiner och adeniner , medan är summan av alla guaniner och tyminer . $M$ $K$

Anteckningar

↑ Förkortning: GC-sammansättning, CG-sammansättning, GC-sammansättning, CG-sammansättning, GC%, GC%
↑ Ponnuswamy P., Gromiha M. Om konformationsstabiliteten hos oligonukleotidduplexer och tRNA-molekyler // J Theor Biol : journal. - 1994. - Vol. 169 , nr. 4 . - s. 419-432 . — PMID 7526075 .
↑ Yakovchuk P., Protozanova E., Frank-Kamenetskii MD Basstapling och basparning bidrar till termisk stabilitet hos DNA-dubbelhelixen // Nucleic Acids Res . : journal. - 2006. - Vol. 34 , nr. 2 . - s. 564-574 . doi : 10.1093 / nar/gkj454 . — PMID 16449200 . Arkiverad 5 mars 2020.
↑ Madigan, MT och Martinko JM Brock biologi av mikroorganismer (neopr.) . — 10:e. - Pearson-Prentice Hall, 2003. - ISBN 84-205-3679-2 .
↑ Maxim I. Pyatkov och Anton N. Pankratov. SBARS: snabbt skapande av dotplots för DNA-sekvenser i olika skalor med GA-,GC-innehåll // Bioinformatik: 30. - 2014. - Nr 12 . - S. 1765-1766 . - doi : 10.1093/bioinformatics/btu095 .

Se även

polymeraskedjereaktion

GC sammansättning

Beräkna GC-sammansättningen

Beräkning av förskjutningar i nukleotidsammansättningen

Anteckningar

Se även

Länkar