GC-состав

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

GC-состав (гуанин-цитозиновый состав, ГЦ-состав)[1] — доля гуанина (G) и цитозина (C) среди всех остатков нуклеотидов рассматриваемой нуклеотидной последовательности. GC-состав может быть определён как для фрагмента молекулы ДНК или РНК, так и для всей молекулы или даже всего генома.

Пара GC соединена тремя водородными связями, тогда как пара AT (аденин — тимин) — двумя. Поэтому ДНК с высоким содержанием GC более устойчива к денатурации в растворе, чем ДНК с низким. Кроме водородных связей, на стабильность вторичной структуры ДНК и РНК влияют гидрофобные или стэкинг-взаимодействия между соседними нуклеотидами, не зависящие от последовательности оснований нуклеиновых кислот[2][3].

При проведении ПЦР GC-состав праймера используется для предсказания температуры плавления этого праймера и температуры отжига. Высокий GC-состав праймера позволяет использовать его при высоких температурах отжига.

Вычисление GC-состава[править | править вики-текст]

GC-состав обычно представляется в процентном отношение (доля G+C или доля GC) для одной из цепи ДНК или РНК. Процентный GC-состав вычисляется как[4]


где  — суммарное количество гуанинов и цитозинов, а  — длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах: .

можно также представить в виде вырожденного кода как , тогда


Сравнения смещений в нуклеотидном составе для рамки в 2000 нуклеотидов.
Сравнения смещений в нуклеотидном составе для рамки в 100 нуклеотидов.

Вычисление смещений в нуклеотидном составе[править | править вики-текст]

GC-состав является частным случаем отклонений[прояснить] (англ. skew) в нуклеотидной последовательности тех или иных нуклеотидных оснований или групп оснований.

Например, отклонение по отношению пуринов (суммы всех гуанинов и аденинов) к длине цепи ДНК или РНК в нуклеотидах (доля G+A или доля GA) можно вычислить в процентном отношении [5]:

где  — суммарное количество гуанинов и аденинов, а  — длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах: .

можно также представить в виде вырожденного кода как , тогда

Аналогично, для пиримидинов (цитозина и тимина):

где есть сумма всех цитозинов и тиминов, тогда как есть длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Аббревиатура: ГЦ-состав, ЦГ-состав, GC-состав, CG-состав, GC%, ГЦ%
  2. Ponnuswamy P., Gromiha M. (1994). «On the conformational stability of oligonucleotide duplexes and tRNA molecules». J Theor Biol 169 (4): 419–32. PMID 7526075.
  3. Yakovchuk P, Protozanova E, Frank-Kamenetskii MD (2006). «Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix». Nucleic Acids Res. 34 (2): 564–74. DOI:10.1093/nar/gkj454. PMID 16449200.
  4. Madigan, M.T. and Martinko J.M. Brock biology of microorganisms. — 10th. — Pearson-Prentice Hall, 2003. — ISBN 84-205-3679-2.
  5. Maxim I. Pyatkov and Anton N. Pankratov SBARS: fast creation of dotplots for DNA sequences on different scales using GA-,GC-content // Bioinformatics : 30. — 2014. — № 12. — С. 1765-1766. — DOI:10.1093/bioinformatics/btu095.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

  1. Таблица GC-состава для бактерий
  2. GC-состав для бактерий на сайте NCBI.
  3. GC-состав для разных видов.