공식
GC 함량 (%) = (G + C) ÷ (A + T + G + C) × 100
A, C, G, T만 세고, N 같은 모호한 염기는 분자와 분모 모두에서 뺍니다. 서열 ATGCGCTAAGCC는 12염기 중 7개가 G 또는 C이므로 GC 함량은 7 ÷ 12 = 58%입니다. G는 언제나 C와 짝을 이루므로 두 가닥의 GC 함량은 같습니다.
GC가 중요한 이유
- 안정성: G-C 쌍은 수소 결합이 세 개이고 A-T 쌍보다 강하게 쌓이므로, GC가 많은 DNA는 더 높은 온도에서 녹습니다.
- 프라이머: GC 40~60%, 녹는 온도 55~65 °C를 목표로 합니다. 3' 말단의 G나 C(GC 클램프)는 결합을 돕지만, 마지막 다섯 염기에 넷 이상이면 잘못된 프라이밍이 생깁니다.
- PCR: GC가 약 65%를 넘는 주형은 2차 구조를 만들어 첨가제(DMSO, 베타인)나 더 높은 변성 온도가 필요합니다.
- 시퀀싱과 클로닝: GC가 아주 높거나 낮으면 커버리지가 고르지 않고 조립이 어려워집니다.
대표적인 값
- 사람 유전체: 전체 41%, 영역에 따라 35%에서 60% 이상.
- 대장균: 51%. 출아효모: 38%.
- 열대열 말라리아 원충: 19%, 알려진 것 중 가장 낮은 축.
- 스트렙토마이세스 등 방선균: 70% 초과.
GC 스큐
GC 스큐는 이동 창 안의 (G − C) ÷ (G + C)로, 어느 가닥에 G가 더 많은지를 나타냅니다. 세균 유전체에서는 복제 시작점과 종결점에서 부호가 뒤집히므로, 스큐 그래프로 시작점 위치를 찾을 수 있습니다.
도구
DNA 통계는 서열 하나든 FASTA 파일 전체든 GC 함량, 염기 수, 녹는 온도를 보여 줍니다. 프라이머 Tm 계산기는 프라이머의 GC와 Tm을 확인하고, CpG 섬 찾기는 GC가 많은 영역에서 CpG 섬을 찾습니다.