Toolyard

Симулятор ПЦР

Уравнения этой модели

N_n = N₀ (1 + E)ⁿ
N₀Начальное число копий матрицы (как степень 10)двухцепочечных копий в начале
EЭффективность E (доля матриц, копируемых за цикл), %90–100% в хорошей реакции; здесь снижается, когда T_a слишком близка к Tm праймеров, и когда в реакции кончаются праймеры и нуклеотиды
nномер циклакаждый цикл: денатурация при 95 °C, отжиг при T_a, элонгация при 72 °C
N_nдвухцепочечных копий после n цикловвыходит на уровень около 10¹² копий: плато

При текущих значениях:

копий мишени = 2ⁿ − 2n на матрицу (при E = 100%)
копии мишенипродукты ровно длины ампликонапервые появляются в цикле 3; до этого новые цепи тянутся за места праймеров (длинные продукты), а их число растёт лишь на 2 за цикл, так что мишень вскоре их значительно превосходит
длинные продуктыкопии с цепью длиннее ампликонаполучаются из цепей, проходящих за место праймера; счётчики под картинкой точно следят за каждым видом молекул

При текущих значениях:

Tm = 64.9 + 41 × (G + C − 16.4) ÷ N
Tmтемпература плавления каждого праймерабазовая формула для праймеров от 14 нуклеотидов; в калькуляторе Tm праймеров есть более точное значение по методу ближайших соседей
T_aТемпература отжига T_a (°C)обычно на 3–5 °C ниже меньшей Tm; гораздо выше — праймеры не держатся, гораздо ниже — садятся не туда
f_bдоля праймеров, которые отжигаются1 ÷ (1 + e^((T_a − Tm) ÷ 1,5)), простая кривая плавления праймера

При текущих значениях:

длина ампликона = конец участка обратного − начало участка прямого
Lдлина ампликонав парах оснований, включая праймеры

При текущих значениях:

Как пользоваться симулятором ПЦР

  1. Вставьте матрицу и два праймера, оба записанные от 5′ к 3′: прямой — как он выглядит в матрице, обратный — как он выглядит на другой цепи. Симулятор находит, где они связываются, длину ампликона и Tm каждого праймера; подробнее пару праймеров проверьте в Калькуляторе Tm праймеров.
  2. Следите за каждым циклом крупным планом: при 95 °C две цепи расходятся, при температуре отжига праймеры присоединяются к своим сайтам, а при 72 °C полимераза достраивает новую цепь от каждого. Внизу пробирка заполняется копиями: серые — исходные матрицы, синие — длинные продукты, выходящие за сайты праймеров, зелёные — целевые ампликоны точно нужной длины.
  3. Задайте температуру отжига, эффективность и число исходных копий и читайте точное число продуктов каждого вида после каждого цикла. График показывает число копий в логарифмическом масштабе, где амплификация — прямая, переходящая в плато. Чтобы узнать, сколько копий в данной массе ДНК, используйте Калькулятор числа копий ДНК и его руководство.

Частые вопросы

Сколько копий делает ПЦР?

Каждый цикл может максимум удвоить ДНК, поэтому n циклов дают до 2ⁿ копий на матрицу: около миллиарда после 30 циклов. Реальные реакции идут с эффективностью 90–100%, N = N₀ (1 + E)ⁿ, и выходят на плато около 10¹² копий, когда заканчиваются праймеры и нуклеотиды.

Почему первые продукты длиннее целевого?

В первом цикле каждый праймер копирует исходную цепь от своего сайта до конца матрицы, потому что ничто не велит полимеразе остановиться. Только когда праймер связывается с одной из этих новых цепей, заканчивающейся на сайте другого праймера, получается цепь ровно целевой длины. Первые двуцепочечные целевые молекулы появляются в цикле 3, а после 30 циклов составляют все продукты, кроме крошечной доли: 2ⁿ − 2n на матрицу против 2n длинных продуктов.

Как выбрать температуру отжига?

Начните на 3–5 °C ниже меньшей Tm из двух праймеров. Слишком горячо — праймеры не удерживаются, и эффективность падает, что симулятор показывает; слишком холодно — они связываются и в частично совпадающих местах, давая лишние полосы в геле. Градиентная ПЦР при нескольких температурах находит лучшую.

Что такое Ct в кПЦР?

В количественной ПЦР флуоресцентный краситель сообщает о ДНК по мере её синтеза, а Ct — цикл, на котором сигнал пересекает заданный порог, как пунктирная линия на графике. Каждое десятикратное увеличение исходной матрицы пересекает порог примерно на 3,3 цикла раньше — так кПЦР измеряет исходное количество. Калькулятор ΔΔCt переводит значения Ct в кратность изменения.

Пишет, что WebGL выключен.

Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.

Загружается ли что-нибудь?

Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.

Ещё симуляции по биологии

Ещё научные симуляции

Симулятор движения тела, брошенного под угломСимулятор маятникаСимулятор опыта с двумя щелямиСимулятор электрического поляСимулятор орбитСимулятор пружинного маятникаСимулятор рассеяния РезерфордаСобытие в коллайдереСимулятор радиоактивного распадаСимулятор атома Бора3D-просмотр молекулСимулятор идеального газаСимулятор линз и зеркалСимулятор стоячих волнСимулятор эффекта ДоплераСимулятор столкновений и импульсаСимулятор RC- и RL-цепейСимулятор заряженной частицы в магнитном полеСимулятор излучения абсолютно чёрного телаСимулятор специальной теории относительностиСимулятор преломления и полного внутреннего отраженияСимулятор последовательных и параллельных цепейСимулятор течения жидкости и закона БернуллиСимулятор электромагнитной индукцииСимулятор кривой титрованияСимулятор скорости реакции и теории столкновенийСимулятор химического равновесия (Ле Шателье)Симулятор гальванического элемента и электролизаСимулятор кривой нагревания и фазовых переходов3D-просмотр атомных орбиталейСимулятор буферовСимулятор хроматографииСимулятор спектрофотометра и закона Бугера — Ламберта — Бера3D-просмотр кристаллических решётокСимулятор времён года и продолжительности дняСимулятор тектоники плит и землетрясенийСимулятор фаз Луны, приливов и затменийСимулятор парникового эффектаСимулятор эволюции звёзд и диаграммы Герцшпрунга — РасселаСимулятор доски ГальтонаСимулятор рядов Фурье

Похожие калькуляторы и инструменты

Похожие симуляции

Руководства