خطوات الاستخدام
أدخل عدد نيوكليوتيدات الجوانين (G) في الحقل المخصص. يمثل الجوانين أحد القواعد النيتروجينية الأربع في DNA وRNA، ويرتبط بالسايتوسين بثلاث روابط هيدروجينية، مما يزيد من استقرار المادة الوراثية.
أدخل عدد نيوكليوتيدات السايتوسين (C). السايتوسين هو القاعدة المكملة للجوانين، وترتبط به بثلاث روابط هيدروجينية. كلما زاد عدد أزواج GC، زادت درجة انصهار الحمض النووي.
أدخل عدد نيوكليوتيدات الأدينين (A). الأدينين يقترن مع الثايمين (في DNA) أو اليوراسيل (في RNA) برابطتين هيدروجينيتين فقط، مما يجعله أقل استقرارًا حرارياً من أزواج GC.
أدخل عدد نيوكليوتيدات الثايمين (T). الثايمين خاص بالـ DNA ويقترن بالأدينين برابطتين هيدروجينيتين. في حال كان التسلسل RNA، استبدل الثايمين باليوراسيل (U).
تحسب النسبة بقسمة مجموع G+C على المجموع الكلي (A+T+G+C) ثم ضرب الناتج في 100. غالباً ما تتراوح نسبة GC بين 30% و 70% في الكائنات الحية، وتستخدم لتقدير درجة حرارة الانصهار والتشكل الهجين.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على نسبة GC بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحسب مجموع G+C = 30 + 40 = 70. ثم المجموع الكلي = 120. النسبة = (70 / 120) × 100 = 58.33%. هذا يعني أن حوالي 58% من التسلسل من أزواج GC، مما يشير إلى استقرار حراري معتدل. درجة حرارة الانصهار التقريبية Tm = 64.9 + 0.41(%GC) ≈ 64.9 + 0.41×58.33 = 88.8°C (باستخدام معادلة بسيطة). في الواقع، تستخدم نسبة GC لمقارنة جينومات الكائنات الحية؛ فالبكتيريا مثل Mycobacterium tuberculosis تملك نسبة GC عالية (~65%) بينما Plasmodium falciparum منخفضة (~20%).
الحل
في RNA نستخدم اليوراسيل (U) بدلاً من الثايمين. إذن المجموع الكلي = 15+20+10+12 = 57. مجموع GC = 15+20 = 35. النسبة = (35/57)×100 = 61.40%. تبقى نفس طريقة الحساب، لكن اليوراسيل يرتبط بالأدينين برابطتين هيدروجينيتين كالثايمين. لذلك لا يؤثر الاستبدال على النسبة. يستخدم هذا المثال لتوضيح أن الحاسبة تعمل مع كل من DNA وRNA بشرط إدخال T أو U بشكل مناسب. يمكن استخدام النسبة للتنبؤ بسلوك التهجين في تجارب PCR أو Northern blot.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة نسبة GC.
تسلسل DNA بطول 120 كما في المثال العربي
- عدد نيوكليوتيدات G
- 30
- عدد نيوكليوتيدات C
- 40
- عدد نيوكليوتيدات A
- 25
- عدد نيوكليوتيدات T
- 25
- الطول الكلي للتسلسل (A+T+G+C)
- 120
- درجة حرارة الانصهار التقريبية Tm = 64.9 + 0.41×%GC
- 88.82
تسلسل 57 نيوكليوتيدة بنسبة 61.4%
- عدد نيوكليوتيدات G
- 15
- عدد نيوكليوتيدات C
- 20
- عدد نيوكليوتيدات A
- 10
- عدد نيوكليوتيدات T
- 12
- الطول الكلي للتسلسل (A+T+G+C)
- 57
- درجة حرارة الانصهار التقريبية Tm = 64.9 + 0.41×%GC
- 90.08
تسلسل كله GC يعطي 100%
- عدد نيوكليوتيدات G
- 10
- عدد نيوكليوتيدات C
- 10
- عدد نيوكليوتيدات A
- 0
- عدد نيوكليوتيدات T
- 0
- درجة حرارة الانصهار التقريبية Tm = 64.9 + 0.41×%GC
- 105.9
تسلسل بلا GC يعطي صفرًا
- عدد نيوكليوتيدات G
- 0
- عدد نيوكليوتيدات C
- 0
- عدد نيوكليوتيدات A
- 10
- عدد نيوكليوتيدات T
- 10
- درجة حرارة الانصهار التقريبية Tm = 64.9 + 0.41×%GC
- 64.9