GC-состав
В молекулярной биологии, GC-состав (или гуанин-цитозин состав, ГЦ-состав)[1] определяется как процентный состав суммы всех гуанинов (G) и цитозинов (C) по отношению к длине исследуемого участка нуклеиновых кислот. GC-состав может относиться к определенному фрагменту или участку ДНК или РНК молекул, или же к последовательности всего генома или хромосомы, а также к кольцевым молекулам ДНК: как хлоропластная, митохондриальная и плазмидная; и к коротким ДНК и РНК молекулам, как например ПЦР праймер.
Пара GC имеет три водородные связи, тогда как аденина (A) — тимина (T) пара связана двумя водородными связями. ДНК с высоким GC составом (более 60 %) более стабильна при денатурации в растворе, чем ДНК с низким GC-составом. 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].
В ПЦР, GC состав праймера используется для предсказание температуры плавления праймера и температуру отжига. Высокий GC состав праймера позволяет использовать его при высоких температурах отжига.
Содержание
Вычисление GC состава
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]
- <math>GC%=\cfrac{G+C}{L}\times\ 100</math>
где <math>G+C</math> есть сумма всех гуанинов и цитозинов, тогда как <math>L</math> есть длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах:
<math>L=A+T+G+C</math>.
<math>G+C</math> можно также представить в виде вырожденного кода как — <math>S</math>, тогда
- <math>GC%=\cfrac{S}{L}\times\ 100</math>
Вычисление смещений в нуклеотидном составе
GC состав является частным случаем отклонений (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]:
- <math>GA% =\cfrac{G+A}{L}\times\ 100</math>
где <math>G+A</math> есть сумма всех гуанинов и аденинов, тогда как <math>L</math> есть длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах:
<math>L=A+T+G+C</math>.
<math>G+A</math> можно также представить в виде вырожденного кода как — <math>R</math>, тогда
- <math>GA%=\cfrac{R}{L}\times\ 100</math>
Аналогично, для пиримидинов (цитозина и тимина):
- <math>CT% =\cfrac{C+T}{L}\times\ 100 =\cfrac{Y}{L}\times\ 100</math>
где <math>C+T</math> есть сумма всех цитозинов и тиминов, тогда как <math>L</math> 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):
- Аналогично, можно вычислить отклонение по отношению суммы всех аденинов к тиминам или наоборот (суммы всех тиминов к аденинам):
- 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):
- Вычисление общего отклонения всех пуринов к пиримидинам или наоборот (всех пиримидинов ко всем пуринам), в цепи ДНК:
- 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):
Напишите отзыв о статье "GC-состав"
Ссылки
- ↑ Аббревиатура: ГЦ-состав, ЦГ-состав, GC состав, CG состав, GC%, ГЦ%
- ↑ Ponnuswamy P, Gromiha M (1994). «On the conformational stability of oligonucleotide duplexes and tRNA molecules». J Theor Biol 169 (4): 419–32. PMID 7526075.
- ↑ Yakovchuk P, Protozanova E, Frank-Kamenetskii MD (2006). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16449200 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.
- ↑ Madigan,MT. and Martinko JM. Brock biology of microorganisms. — 10th. — Pearson-Prentice Hall, 2003. — ISBN 84-205-3679-2.
- ↑ 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
- Полимеразная цепная реакция
- [insilico.ehu.es/oligoweb/index2.php?m=all Таблица GC состава для бактерий]
- [www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Tree&id=2&lvl=3&srchmode=1&keep=1&unlock GC состав для бактерий на сайте NCBI].
- [esper.lab.nig.ac.jp/study/genome/?page=genome_composition_database_species_list GC состав для разных видов].
Отрывок, характеризующий GC-состав
Кутузов тяжело вздохнул, окончив этот период, и внимательно и ласково посмотрел на члена гофкригсрата.– Но вы знаете, ваше превосходительство, мудрое правило, предписывающее предполагать худшее, – сказал австрийский генерал, видимо желая покончить с шутками и приступить к делу.
Он невольно оглянулся на адъютанта.
– Извините, генерал, – перебил его Кутузов и тоже поворотился к князю Андрею. – Вот что, мой любезный, возьми ты все донесения от наших лазутчиков у Козловского. Вот два письма от графа Ностица, вот письмо от его высочества эрцгерцога Фердинанда, вот еще, – сказал он, подавая ему несколько бумаг. – И из всего этого чистенько, на французском языке, составь mеmorandum, записочку, для видимости всех тех известий, которые мы о действиях австрийской армии имели. Ну, так то, и представь его превосходительству.
Князь Андрей наклонил голову в знак того, что понял с первых слов не только то, что было сказано, но и то, что желал бы сказать ему Кутузов. Он собрал бумаги, и, отдав общий поклон, тихо шагая по ковру, вышел в приемную.
Несмотря на то, что еще не много времени прошло с тех пор, как князь Андрей оставил Россию, он много изменился за это время. В выражении его лица, в движениях, в походке почти не было заметно прежнего притворства, усталости и лени; он имел вид человека, не имеющего времени думать о впечатлении, какое он производит на других, и занятого делом приятным и интересным. Лицо его выражало больше довольства собой и окружающими; улыбка и взгляд его были веселее и привлекательнее.
Кутузов, которого он догнал еще в Польше, принял его очень ласково, обещал ему не забывать его, отличал от других адъютантов, брал с собою в Вену и давал более серьезные поручения. Из Вены Кутузов писал своему старому товарищу, отцу князя Андрея:
«Ваш сын, – писал он, – надежду подает быть офицером, из ряду выходящим по своим занятиям, твердости и исполнительности. Я считаю себя счастливым, имея под рукой такого подчиненного».
В штабе Кутузова, между товарищами сослуживцами и вообще в армии князь Андрей, так же как и в петербургском обществе, имел две совершенно противоположные репутации.
Одни, меньшая часть, признавали князя Андрея чем то особенным от себя и от всех других людей, ожидали от него больших успехов, слушали его, восхищались им и подражали ему; и с этими людьми князь Андрей был прост и приятен. Другие, большинство, не любили князя Андрея, считали его надутым, холодным и неприятным человеком. Но с этими людьми князь Андрей умел поставить себя так, что его уважали и даже боялись.
Выйдя в приемную из кабинета Кутузова, князь Андрей с бумагами подошел к товарищу,дежурному адъютанту Козловскому, который с книгой сидел у окна.
– Ну, что, князь? – спросил Козловский.
– Приказано составить записку, почему нейдем вперед.
– А почему?
Князь Андрей пожал плечами.
– Нет известия от Мака? – спросил Козловский.
– Нет.
– Ежели бы правда, что он разбит, так пришло бы известие.
– Вероятно, – сказал князь Андрей и направился к выходной двери; но в то же время навстречу ему, хлопнув дверью, быстро вошел в приемную высокий, очевидно приезжий, австрийский генерал в сюртуке, с повязанною черным платком головой и с орденом Марии Терезии на шее. Князь Андрей остановился.
– Генерал аншеф Кутузов? – быстро проговорил приезжий генерал с резким немецким выговором, оглядываясь на обе стороны и без остановки проходя к двери кабинета.
– Генерал аншеф занят, – сказал Козловский, торопливо подходя к неизвестному генералу и загораживая ему дорогу от двери. – Как прикажете доложить?
Неизвестный генерал презрительно оглянулся сверху вниз на невысокого ростом Козловского, как будто удивляясь, что его могут не знать.
– Генерал аншеф занят, – спокойно повторил Козловский.
Лицо генерала нахмурилось, губы его дернулись и задрожали. Он вынул записную книжку, быстро начертил что то карандашом, вырвал листок, отдал, быстрыми шагами подошел к окну, бросил свое тело на стул и оглянул бывших в комнате, как будто спрашивая: зачем они на него смотрят? Потом генерал поднял голову, вытянул шею, как будто намереваясь что то сказать, но тотчас же, как будто небрежно начиная напевать про себя, произвел странный звук, который тотчас же пресекся. Дверь кабинета отворилась, и на пороге ее показался Кутузов. Генерал с повязанною головой, как будто убегая от опасности, нагнувшись, большими, быстрыми шагами худых ног подошел к Кутузову.
– Vous voyez le malheureux Mack, [Вы видите несчастного Мака.] – проговорил он сорвавшимся голосом.
Лицо Кутузова, стоявшего в дверях кабинета, несколько мгновений оставалось совершенно неподвижно. Потом, как волна, пробежала по его лицу морщина, лоб разгладился; он почтительно наклонил голову, закрыл глаза, молча пропустил мимо себя Мака и сам за собой затворил дверь.
Слух, уже распространенный прежде, о разбитии австрийцев и о сдаче всей армии под Ульмом, оказывался справедливым. Через полчаса уже по разным направлениям были разосланы адъютанты с приказаниями, доказывавшими, что скоро и русские войска, до сих пор бывшие в бездействии, должны будут встретиться с неприятелем.
Князь Андрей был один из тех редких офицеров в штабе, который полагал свой главный интерес в общем ходе военного дела. Увидав Мака и услыхав подробности его погибели, он понял, что половина кампании проиграна, понял всю трудность положения русских войск и живо вообразил себе то, что ожидает армию, и ту роль, которую он должен будет играть в ней.
