La formule
taux de GC (%) = (G + C) ÷ (A + T + G + C) × 100
Ne comptez que A, C, G et T ; les bases ambiguës comme N sont exclues des deux nombres. La séquence ATGCGCTAAGCC a 12 bases dont 7 G ou C, donc son taux de GC est 7 ÷ 12 = 58 %. Les deux brins ont le même taux de GC, car chaque G s'apparie avec un C.
Pourquoi le GC compte
- Stabilité : les paires G-C ont trois liaisons hydrogène et s'empilent plus fortement que les paires A-T, donc l'ADN riche en GC fond à plus haute température.
- Amorces : visez 40 à 60 % de GC et une température de fusion de 55 à 65 °C. Un G ou un C à l'extrémité 3' (pince GC) aide l'amorce à se fixer, mais plus de trois dans les cinq dernières bases provoquent des amorçages non spécifiques.
- PCR : les matrices au-delà d'environ 65 % de GC forment des structures secondaires et demandent des additifs (DMSO, bétaïne) ou une température de dénaturation plus élevée.
- Séquençage et clonage : un GC très élevé ou très faible donne une couverture inégale et un assemblage plus difficile.
Valeurs typiques
- Génome humain : 41 % en moyenne, de 35 % à plus de 60 % selon les régions.
- E. coli : 51 %. Saccharomyces cerevisiae : 38 %.
- Plasmodium falciparum : 19 %, parmi les plus bas connus.
- Streptomyces et autres actinomycètes : plus de 70 %.
GC skew
Le GC skew, (G − C) ÷ (G + C) dans une fenêtre glissante, mesure quel brin a le plus de G. Dans les génomes bactériens, il change de signe à l'origine et au terminus de réplication ; un tracé du skew localise donc l'origine.
Outils
Statistiques d’ADN donne le taux de GC, les comptes de bases et la température de fusion de toute séquence, pour un enregistrement ou un fichier FASTA entier. Calcul du Tm d’amorces vérifie le GC et le Tm des amorces, et Recherche d’îlots CpG balaye les régions riches en GC à la recherche d'îlots CpG.