DNA Smälttemperatur Kalkylator

Kategori: Biologi
- maj 26, 2025
| |

Beräkna smältpunkten (Tm) för DNA-oligonukleotider med olika metoder.

DNA-sekvens

Längd: 0 bp
GC-innehåll: 0%

Beräkningsmetod

μM

Visningsalternativ

Om DNA:s smältpunkt

DNA:s smältpunkt (Tm) är den temperatur vid vilken 50% av DNA-molekylerna denatureras, med sina vätebindningar brutna, och övergår från dubbelsträngad till enkelsträngad form.

Beräkningsmetoder
  • Grundläggande (Wallace) metod: En enkel tumregel för korta sekvenser.
    • Tm = 2°C × (A+T) + 4°C × (G+C)
    Där A, T, G och C är antalet av respektive nukleotider.
  • Närmaste granne metod: Tar hänsyn till interaktioner mellan angränsande baspar.
    • Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c/4)) - 273.15
    Där ΔH är entalpin, ΔS är entropin, R är gaskonstanten och c är primerkoncentrationen.
  • Saltjusterad metod: Tar hänsyn till effekten av saltkoncentration på stabilitet.
    • Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) - 600/längd
    Detta är en vanlig formel för längre sekvenser.
Faktorer som påverkar smältpunkten
  • GC-innehåll: Högre GC-innehåll ökar Tm på grund av de tre vätebindningarna mellan G-C-par jämfört med två mellan A-T-par
  • Sekvenslängd: Längre sekvenser har högre Tm-värden
  • Saltkoncentration: Högre jonstyrka stabiliserar DNA-duplex, vilket ökar Tm
  • pH: Sur eller basisk miljö kan påverka stabiliteten hos vätebindningar
  • Basfel: Icke-komplementära baser minskar termisk stabilitet
Tillämpningar

Att förstå DNA:s smältpunkt är avgörande för många tekniker inom molekylärbiologi:

  • PCR: Utforma primers med lämpliga Tm-värden
  • Hybridisering: Ställa in förhållanden för DNA- eller DNA-RNA-hybridisering
  • Probedesign: Skapa prober för DNA-detekteringsanalyser
  • DNA-sekvensering: Optimera förhållanden för sekvenseringsreaktioner
  • CRISPR-Cas9: Utforma effektiva guide-RNA
Optimal annealingstemperatur

För PCR och andra amplifikationstekniker sätts annealingstemperaturen vanligtvis 5-10°C under primerns Tm för att säkerställa effektiv hybridisering samtidigt som specificitet bibehålls.

Vad är DNA Smälttemperaturkalkylatorn?

DNA Smälttemperaturkalkylatorn är ett verktyg som hjälper till att uppskatta temperaturen vid vilken en DNA-sträng separeras till två enkelsträngar. Denna temperatur kallas smälttemperatur (Tm). Det är en viktig faktor i många laboratorietekniker som involverar DNA, såsom PCR (Polymerase Chain Reaction), hybridisering och probdesign.

Genom att mata in en DNA-sekvens och välja en av flera beräkningsmetoder ger verktyget Tm-värdet och föreslår en optimal annealingtemperatur för experiment.

Använda formler

Grundläggande (Wallace) Metod:
Tm = 2°C × (A + T) + 4°C × (G + C)
Nearest-Neighbor Metod:
Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c / 4)) − 273.15
Saltjusterad Metod:
Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) − 600 / längd

Hur man använder kalkylatorn

Att använda kalkylatorn är enkelt och intuitivt. Så här kommer du igång:

  • Mata in din DNA-sekvens (5' till 3') i den angivna textrutan.
  • Välj en beräkningsmetod:
    • Grundläggande (Wallace): För korta sekvenser under 14 baser.
    • Nearest-Neighbor: Mer exakt för längre eller komplexa sekvenser.
    • Saltjusterad: Tar hänsyn till salthalten i lösningen.
  • Om du använder den saltjusterade metoden, ange salthalten i mM.
  • Ange primerkoncentrationen i μM (används för Nearest-Neighbor metoden).
  • Använd kryssrutor för att välja om du vill visa formeldetaljer och komplementär sträng.
  • Klicka på Beräkna Tm för att se dina resultat.

Exempelberäkningar

Här är några exempel på inmatningar och vad du kan förvänta dig från kalkylatorn:

Exempel 1: Kort sekvens med grundläggande metod

  • DNA-sekvens: ATGCATGCATGC
  • Metod: Grundläggande (Wallace)
  • Resulterande Tm: 36°C
  • Annealingtemperatur: 31°C

Exempel 2: Längre sekvens med Nearest-Neighbor

  • DNA-sekvens: AGTCCGATCGATCGGATCGA
  • Primerkoncentration: 0.25 μM
  • Metod: Nearest-Neighbor
  • Resulterande Tm: ~60.5°C
  • Annealingtemperatur: ~55.5°C

Exempel 3: Saltjusterad metod

  • DNA-sekvens: GCGCGCGCGCGC
  • Salthalt: 100 mM
  • Metod: Saltjusterad
  • Resulterande Tm: ~72.3°C
  • Annealingtemperatur: ~67.3°C

Varför denna kalkylator är användbar

Att förstå DNA:s smälttemperatur är avgörande för att designa framgångsrika molekylärbiologiska experiment. Denna kalkylator förenklar processen genom att ge snabba och tillförlitliga Tm-uppskattningar baserat på din specifika sekvens och dina förhållanden.

Viktiga fördelar inkluderar:

  • Hjälper dig att välja rätt temperatur för PCR-annealingsteg.
  • Ger GC-innehåll och molekylvikt för din DNA-sekvens.
  • Visualiserar DNA-strängen och dess komplementära par för bättre förståelse.
  • Stödjer olika metoder för att passa olika sekvenslängder och experimentbehov.

Vanliga frågor (FAQ)

Vad är smälttemperatur (Tm)?

Smälttemperaturen är den punkt vid vilken hälften av DNA-molekylerna i ett prov blir enkelsträngade. Det återspeglar stabiliteten hos DNA-duplexen.

Vilken beräkningsmetod ska jag välja?

  • Grundläggande (Wallace): Bäst för korta sekvenser (under 14 baspar).
  • Nearest-Neighbor: Idealisk för mer exakta beräkningar av längre sekvenser.
  • Saltjusterad: Används vid arbete med längre sekvenser och varierande salthalter.

Vad är GC-innehåll?

GC-innehåll avser procentandelen guanin (G) och cytosin (C) baser i en DNA-sekvens. Ett högre GC-innehåll innebär vanligtvis en högre Tm.

Vad är den optimala annealingtemperaturen?

Detta är den rekommenderade temperaturen för att DNA-primers ska binda till en mallsträng under PCR. Den är generellt 5–10°C lägre än Tm.

Kan jag använda detta för RNA eller blandade sekvenser?

Nej, detta verktyg är specifikt för DNA-sekvenser. Det stöder inte RNA eller sekvenser med otydliga baser.

Slutsats

DNA Smälttemperaturkalkylatorn är ett värdefullt verktyg för forskare och studenter som arbetar med DNA. Det förenklar en viktig del av experimentdesignen och erbjuder snabba, informativa resultat med alternativ som passar dina specifika behov.