GC içeriği nasıl hesaplanır

Formül

GC içeriği (%) = (G + C) ÷ (A + T + G + C) × 100

Yalnızca A, C, G ve T’yi say; N gibi belirsiz bazlar iki sayının da dışında kalır. ATGCGCTAAGCC dizisinde 12 baz vardır ve 7’si G ya da C’dir; yani GC içeriği 7 ÷ 12 = %58’dir. Her G bir C ile eşleştiği için iki iplik de aynı GC içeriğine sahiptir.

GC neden önemli

• Kararlılık: G-C çiftlerinin üç hidrojen bağı vardır ve A-T çiftlerinden daha güçlü yığılır; bu yüzden GC bakımından zengin DNA daha yüksek sıcaklıkta erir.
• Primerler: %40 ila 60 GC ve 55 ila 65 °C erime sıcaklığı hedefle. 3’ ucunda bir G ya da C (GC kıskacı) primerin bağlanmasına yardım eder, ama son beş bazda üçten fazlası yanlış bağlanmaya yol açar.
• PCR: yaklaşık %65 GC’nin üstündeki kalıplar ikincil yapı oluşturur ve katkı maddeleri (DMSO, betain) ya da daha yüksek bir denatürasyon sıcaklığı ister.
• Dizileme ve klonlama: çok yüksek ya da çok düşük GC, düzensiz kapsama ve daha zor birleştirme verir.

Tipik değerler

• İnsan genomu: genel olarak %41; farklı bölgelerde %35’ten %60’ın üstüne.
• E. coli: %51. Saccharomyces cerevisiae: %38.
• Plasmodium falciparum: %19; bilinen en düşükler arasında.
• Streptomyces ve diğer aktinomisetler: %70’in üstü.

GC eğikliği

Kayan bir pencerede (G − C) ÷ (G + C) olan GC eğikliği, hangi iplikte daha fazla G olduğunu ölçer. Bakteri genomlarında replikasyonun orijininde ve bitiş noktasında işaret değiştirir; yani bir eğiklik grafiği orijinin yerini bulur.

Araçlar

DNA istatistikleri tek bir kayıt ya da bütün bir FASTA dosyası için her dizinin GC içeriğini, baz sayımlarını ve erime sıcaklığını verir. Primer Tm hesaplayıcı primerler için GC’yi ve Tm’yi kontrol eder, CpG adası bulucu da GC bakımından zengin bölgeleri CpG adaları için tarar.

Daha uzun bir diziyi saymak

ATGCGCTAAGCCGGTATTCAGCGTACGTTGCAAGCT dizisinde 36 baz vardır ve 19’u G ya da C’dir; yani GC içeriği 19 ÷ 36 = %53’tür. 12’lik üç pencereye bölününce pencereler %58, %50 ve %50 okur; uzun bir dizi için tek bir değerin pek çok şeyi gizlemesinin nedeni budur. Kayan pencere grafiği GC bakımından zengin bölümlerin nerede olduğunu gösterir.

Bir GC grafiğini okumak

• Bir memeli geninin başına yakın keskin bir GC zengini tepe çoğu zaman promotördeki bir CpG adasıdır.
• Bir bakteri genomunda uzun bir düşük GC bölgesi, başka yerden edinilmiş DNA’yı işaret edebilir, çünkü farklı türlerin tipik GC’si farklıdır.
• Bir plazmit boyunca GC’de basamak biçiminde bir değişim çoğu zaman iskelet ile eklenen parça arasındaki sınırı işaretler.

Yaygın sorunlar

• İki araç farklı değerler bildiriyor. Her birinin N’yi ve diğer belirsizlik kodlarını nasıl ele aldığını ve küçük harfle maskelenmiş bazları sayıp saymadığını kontrol et.
• GC bakımından zengin bir kalıptan hiçbir şey çoğalmıyor. DMSO ya da betain ekle, denatürasyon sıcaklığını yükselt ve GC zengini hedefler için satılan bir polimeraz kullan.
• GC’si iyi olan bir primer yine başarısız. GC içeriği G ve C’nin nerede olduğu hakkında hiçbir şey söylemez. Saç tokası yapıları, kendi kendine dimerler ve son beş bazda üçten fazla G ya da C için kontrol et.
• RNA dizileri. G ve C’yi aynı şekilde say, ama U’nun T’nin yerini aldığını hatırla; DNA bekleyen bir araç her U’yu atabilir.