Toolyard

PCR 시뮬레이터

이 시뮬레이션의 방정식

N_n = N₀ (1 + E)ⁿ
N₀주형의 처음 복사본 수 (10의 거듭제곱)처음의 이중 가닥 복사본 수
E효율 E (사이클마다 복사되는 주형의 비율), %좋은 반응에서 90~100%. 여기서는 T_a가 프라이머 Tm에 너무 가까울 때, 그리고 반응에서 프라이머와 뉴클레오타이드가 떨어질 때 낮아진다
n사이클 번호각 사이클: 95 °C에서 변성, T_a에서 어닐링, 72 °C에서 신장
N_nn 사이클 뒤의 이중 가닥 복사본 수약 10¹² 복사본에서 평평해진다: 정체기

현재 값을 넣으면:

목표 복사본 = 주형 하나당 2ⁿ − 2n (E = 100%일 때)
목표 복사본정확히 앰플리콘 길이인 산물처음 생기는 것은 3번째 사이클. 그때까지 새 가닥은 프라이머 자리를 넘어 이어지고 (긴 산물), 그 수는 사이클마다 2씩만 늘어나므로 곧 목표 산물이 훨씬 많아진다
긴 산물앰플리콘보다 긴 가닥을 가진 복사본프라이머 자리를 넘어 이어진 가닥에서 생긴다. 그림 아래 숫자는 분자 종류마다 정확히 센다

현재 값을 넣으면:

Tm = 64.9 + 41 × (G + C − 16.4) ÷ N
Tm각 프라이머의 녹는 온도14염기 이상 프라이머용 기본 공식. 프라이머 Tm 계산기는 더 정확한 최근접 염기쌍 값을 준다
T_a어닐링 온도 T_a (°C)보통 낮은 쪽 Tm보다 3~5 °C 낮게. 너무 높으면 프라이머가 붙어 있지 못하고, 너무 낮으면 엉뚱한 곳에 붙는다
f_b어닐링되는 프라이머 비율1 ÷ (1 + e^((T_a − Tm) ÷ 1.5)), 프라이머의 간단한 녹는 곡선

현재 값을 넣으면:

앰플리콘 길이 = 역방향 자리의 끝 − 정방향 자리의 시작
L앰플리콘 길이염기쌍 단위, 프라이머 포함

현재 값을 넣으면:

PCR 시뮬레이터 사용법

  1. 주형과 프라이머 두 개를 붙여 넣습니다. 둘 다 5′에서 3′ 방향으로 쓰되, 정방향 프라이머는 주형에 나오는 그대로, 역방향 프라이머는 다른 가닥에 나오는 그대로 씁니다. 시뮬레이터가 붙는 위치, 앰플리콘 길이, 각 프라이머의 Tm을 찾습니다. 프라이머 쌍을 더 자세히 확인하려면 프라이머 Tm 계산기를 쓰세요.
  2. 확대 화면에서 각 사이클을 따라갑니다. 95 °C에서 두 가닥이 떨어지고, 어닐링 온도에서 프라이머가 제자리에 붙고, 72 °C에서 중합효소가 각 프라이머에서 새 가닥을 늘립니다. 아래에서는 튜브가 복사본으로 찹니다. 회색은 원래 가닥을 포함한 것, 파랑은 프라이머 자리를 넘어 이어진 긴 산물, 초록은 정확한 길이의 목표 앰플리콘입니다.
  3. 어닐링 온도, 효율, 처음 복사본 수를 정하고 사이클마다 산물 종류별 정확한 수를 읽습니다. 그래프는 복사본 수를 로그 눈금으로 보여 주며, 증폭은 직선으로 오르다 정체기로 휘어집니다. 어떤 질량의 DNA가 몇 복사본인지는 DNA 카피 수 계산기와 그 가이드로 구할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

PCR은 복사본을 몇 개나 만드나요?

사이클마다 DNA는 최대 두 배가 되므로 n 사이클이면 주형 하나당 최대 2ⁿ 복사본, 30 사이클이면 약 10억 개입니다. 실제 반응은 효율 90~100%로 N = N₀ (1 + E)ⁿ이 되고, 프라이머와 뉴클레오타이드가 떨어지면 약 10¹² 복사본에서 평평해집니다.

처음 산물은 왜 목표보다 긴가요?

첫 사이클에서는 중합효소에게 멈추라고 알려 주는 것이 없어서, 각 프라이머가 원래 가닥을 자기 자리에서 주형 끝까지 복사합니다. 이렇게 생긴 새 가닥은 다른 프라이머의 자리에서 끝나며, 거기에 프라이머가 붙어야 비로소 정확히 목표 길이의 가닥이 만들어집니다. 처음의 이중 가닥 목표 분자는 3번째 사이클에 나타나고, 30 사이클 뒤에는 거의 모든 산물이 목표 산물입니다. 주형 하나당 2ⁿ − 2n 대 긴 산물 2n입니다.

어닐링 온도는 어떻게 고르나요?

두 프라이머 중 낮은 쪽 Tm보다 3~5 °C 낮은 온도에서 시작합니다. 너무 뜨거우면 프라이머가 붙어 있지 못해 효율이 무너지며, 시뮬레이터가 이를 보여 줍니다. 너무 차가우면 일부만 맞는 곳에도 붙어 젤에 여분의 밴드가 생깁니다. 여러 온도에서 하는 그래디언트 PCR로 가장 좋은 온도를 찾습니다.

qPCR의 Ct는 무엇인가요?

정량 PCR에서는 형광 염료가 DNA가 만들어지는 대로 알려 주며, Ct는 신호가 정해 둔 역치, 그래프의 점선 같은 선을 넘는 사이클입니다. 처음 주형이 열 배 많으면 약 3.3 사이클 일찍 넘으므로, qPCR은 이렇게 처음 양을 잽니다. ΔΔCt 계산기는 Ct 값을 발현 배수 변화로 바꿉니다.

WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.

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무언가 업로드되나요?

아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.

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