GC-состав (гуанин-цитозиновый состав, ГЦ-состав)Аббревиатура: ГЦ-состав, ЦГ-состав, GC-состав, CG-состав, GC%, ГЦ% — 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.
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 GC-состав обычно представляется в процентном отношении (доля G+C или доля GC) для одной из цепи ДНК или РНК. Процентный GC-состав вычисляется как
где — суммарное количество гуанинов и цитозинов, а — длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах: .
можно также представить в виде вырожденного кода как , тогда
Вычисление смещений в нуклеотидном составе GC-состав является частным случаем отклонений () 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 :
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.
Отклонение по отношению суммы всех гуанинов к сумме всех цитозинов или наоборот (сдвиг по отношению суммы всех цитозинов к сумме всех гуанинов):
Данная величина — GC skew — может быть положительной (если количество гуанина выше количества цитозина), отрицательной (в противном случае) или равна 0 (когда количество гуанина и цитозина одинаково). Аналогично можно вычислить отклонение по отношению суммы всех аденинов к тиминам или наоборот (суммы всех тиминов к аденинам):
Данная величина — AT skew — будет положительным, если количество аденина выше количества тимина, отрицательным в противном случае, или равна 0, когда суммы аденинов A и тимина T равны. Вычислить отклонение по отношению суммы всех гуанинов и всех цитозинов, по отношению к сумме всех аденинов и тиминам или наоборот (аденинов и тиминов по отношению к сумме всех гуанинов и цитозинов):
где есть сумма всех гуанинов и цитозинов, тогда как есть сумма всех аденинов и тиминов. Вычисление общего отклонения всех пуринов к пиримидинам или наоборот (всех пиримидинов ко всем пуринам), в цепи ДНК:
где есть сумма всех гуанинов и аденинов, тогда как есть сумма всех цитозинов и тиминов. Вычислить отклонение по отношению суммы всех цитозинов и всех аденинов, по отношению к сумме всех гуанинов и тиминов или наоборот (гуанинов и тиминов по отношению к сумме всех цитозинов и аденинов):
где есть сумма всех цитозинов и аденинов, тогда как есть сумма всех гуанинов и тиминов.
Примечания
См. также Полимеразная цепная реакция
Ссылки Таблица GC-состава для бактерий GC-состав для бактерий на сайте NCBI. GC-состав для разных видов.
Категория:Нуклеиновые кислоты Категория:Биоинформатика