Pengira Suhu Lelehan DNA

Kategori: Biologi
- 20 November 2025
| |

Hitung suhu lebur (Tm) oligonukleotida DNA menggunakan pelbagai kaedah.

Urutan DNA

Panjang: 0 bp
Kandungan GC: 0%

Kaedah Pengiraan

μM

Pilihan Paparan

Mengenai Suhu Lebur DNA

Suhu lebur DNA (Tm) adalah suhu di mana 50% molekul DNA dinyahdenaturasi, dengan ikatan hidrogen mereka terputus, beralih dari keadaan dua helai kepada keadaan satu helai.

Kaedah Pengiraan
  • Kaedah Asas (Wallace): Satu peraturan mudah untuk urutan pendek.
    • Tm = 2°C × (A+T) + 4°C × (G+C)
    Di mana A, T, G, dan C adalah bilangan nukleotida yang berkenaan.
  • Kaedah Jiran Terdekat: Mengambil kira interaksi antara pasangan asas bersebelahan.
    • Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c/4)) - 273.15
    Di mana ΔH adalah entalpi, ΔS adalah entropi, R adalah pemalar gas, dan c adalah konsentrasi primer.
  • Kaedah Disesuaikan Garam: Mengambil kira kesan konsentrasi garam terhadap kestabilan.
    • Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) - 600/panjang
    Ini adalah formula biasa untuk urutan yang lebih panjang.
Faktor yang Mempengaruhi Suhu Lebur
  • Kandungan GC: Kandungan GC yang lebih tinggi meningkatkan Tm kerana tiga ikatan hidrogen antara pasangan G-C berbanding dua antara pasangan A-T
  • Panjang Urutan: Urutan yang lebih panjang mempunyai nilai Tm yang lebih tinggi
  • Konsentrasi Garam: Kekuatan ionik yang lebih tinggi menstabilkan dupleks DNA, meningkatkan Tm
  • pH: Keadaan asidik atau asas boleh mempengaruhi kestabilan ikatan hidrogen
  • Ketidakpadanan Asas: Asas yang tidak pelengkap mengurangkan kestabilan terma
Aplikasi

Memahami suhu lebur DNA adalah kritikal untuk banyak teknik biologi molekul:

  • PCR: Merancang primer dengan nilai Tm yang sesuai
  • Hibridisasi: Menetapkan syarat untuk hibridisasi DNA atau DNA-RNA
  • Reka Bentuk Probe: Membuat probe untuk ujian pengesanan DNA
  • Pengurutan DNA: Mengoptimumkan syarat untuk reaksi pengurutan
  • CRISPR-Cas9: Merancang RNA panduan yang berkesan
Suhu Penetapan Optimum

Untuk PCR dan teknik penguatan lain, suhu penetapan biasanya ditetapkan 5-10°C di bawah Tm primer untuk memastikan hibridisasi yang berkesan sambil mengekalkan spesifisiti.

Apakah Pengira Suhu Lelehan DNA?

Pengira Suhu Lelehan DNA adalah alat yang membantu menganggarkan suhu di mana satu helai DNA terpisah menjadi dua helai tunggal. Suhu ini dipanggil suhu lelehan (Tm). Ia adalah faktor penting dalam banyak teknik makmal yang melibatkan DNA, seperti PCR (Reaksi Rantaian Polimerase), hibridisasi, dan reka bentuk prob.

Dengan memasukkan urutan DNA dan memilih salah satu daripada beberapa kaedah pengiraan, alat ini memberikan nilai Tm dan mencadangkan suhu penyambungan yang optimum untuk eksperimen.

Formula yang Digunakan

Kaedah Asas (Wallace):
Tm = 2°C × (A + T) + 4°C × (G + C)
Kaedah Jiran Terdekat:
Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c / 4)) − 273.15
Kaedah Disesuaikan Garam:
Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) − 600 / panjang

Bagaimana Menggunakan Pengira

Menggunakan pengira adalah mudah dan intuitif. Berikut adalah cara untuk memulakan:

  • Masukkan urutan DNA anda (5' hingga 3') dalam kotak teks yang disediakan.
  • Pilih kaedah pengiraan:
    • Asas (Wallace): Untuk urutan pendek di bawah 14 asas.
    • Jiran Terdekat: Lebih tepat untuk urutan yang lebih panjang atau kompleks.
    • Disesuaikan Garam: Mengambil kira kepekatan garam dalam larutan.
  • Jika menggunakan kaedah Disesuaikan Garam, masukkan kepekatan garam dalam mM.
  • Tetapkan kepekatan primer dalam μM (digunakan untuk kaedah Jiran Terdekat).
  • Gunakan kotak semak untuk memilih sama ada untuk memaparkan butiran formula dan helai pelengkap.
  • Klik Hitung Tm untuk melihat keputusan anda.

Contoh Pengiraan

Berikut adalah beberapa input contoh dan apa yang anda boleh jangkakan daripada pengira:

Contoh 1: Urutan Pendek Menggunakan Kaedah Asas

  • Urutan DNA: ATGCATGCATGC
  • Kaedah: Asas (Wallace)
  • Tm yang Dihasilkan: 36°C
  • Suhu Penyambungan: 31°C

Contoh 2: Urutan Lebih Panjang dengan Jiran Terdekat

  • Urutan DNA: AGTCCGATCGATCGGATCGA
  • Kepekatan Primer: 0.25 μM
  • Kaedah: Jiran Terdekat
  • Tm yang Dihasilkan: ~60.5°C
  • Suhu Penyambungan: ~55.5°C

Contoh 3: Kaedah Disesuaikan Garam

  • Urutan DNA: GCGCGCGCGCGC
  • Kepekatan Garam: 100 mM
  • Kaedah: Disesuaikan Garam
  • Tm yang Dihasilkan: ~72.3°C
  • Suhu Penyambungan: ~67.3°C

Kenapa Pengira Ini Berguna

Memahami suhu lelehan DNA adalah penting untuk merancang eksperimen biologi molekul yang berjaya. Pengira ini memudahkan proses itu dengan memberikan anggaran Tm yang cepat dan boleh dipercayai berdasarkan urutan dan keadaan spesifik anda.

Manfaat utama termasuk:

  • Menolong anda memilih suhu yang betul untuk langkah penyambungan PCR.
  • Menyediakan kandungan GC dan berat molekul urutan DNA anda.
  • Memvisualisasikan helai DNA dan pasangan pelengkapnya untuk pemahaman yang lebih baik.
  • Menyokong pelbagai kaedah untuk memenuhi keperluan panjang urutan dan eksperimen yang berbeza.

Soalan Lazim (FAQ)

Apa itu suhu lelehan (Tm)?

Suhu lelehan adalah titik di mana separuh daripada molekul DNA dalam sampel menjadi helai tunggal. Ia mencerminkan kestabilan dupleks DNA.

Kaedah pengiraan mana yang harus saya pilih?

  • Asas (Wallace): Terbaik untuk urutan pendek (di bawah 14 pasangan asas).
  • Jiran Terdekat: Ideal untuk pengiraan yang lebih tepat yang melibatkan urutan yang lebih panjang.
  • Disesuaikan Garam: Gunakan apabila bekerja dengan urutan yang lebih panjang dan kepekatan garam yang berbeza.

Apa itu kandungan GC?

Kandungan GC merujuk kepada peratusan guanin (G) dan sitosin (C) dalam urutan DNA. Kandungan GC yang lebih tinggi biasanya bermakna Tm yang lebih tinggi.

Apa itu suhu penyambungan optimum?

Ini adalah suhu yang disyorkan untuk primer DNA mengikat kepada helai templat semasa PCR. Ia biasanya 5–10°C lebih rendah daripada Tm.

Bolehkah saya menggunakan ini untuk RNA atau urutan campuran?

Tidak, alat ini khusus untuk urutan DNA. Ia tidak menyokong RNA atau urutan dengan asas yang tidak jelas.

Kesimpulan

Pengira Suhu Lelehan DNA adalah alat yang berharga untuk penyelidik dan pelajar yang bekerja dengan DNA. Ia memudahkan bahagian penting dalam reka bentuk eksperimen, menawarkan hasil yang cepat dan informatif dengan pilihan yang sesuai dengan keperluan spesifik anda.