Calcolatore della Temperatura di Fusione del DNA

Categoria: Biologia
- May 18, 2025
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Calcola la temperatura di fusione (Tm) degli oligonucleotidi di DNA utilizzando vari metodi.

Sequenza di DNA

Lunghezza: 0 bp
Contenuto GC: 0%

Metodo di Calcolo

μM

Opzioni di Visualizzazione

Informazioni sulla Temperatura di Fusione del DNA

La temperatura di fusione del DNA (Tm) è la temperatura alla quale il 50% delle molecole di DNA sono denaturate, con i loro legami idrogeno rotti, passando dallo stato a doppio filamento a quello a filamento singolo.

Metodi di Calcolo
  • Metodo Base (Wallace): Una semplice regola empirica per sequenze corte.
    • Tm = 2°C × (A+T) + 4°C × (G+C)
    Dove A, T, G e C sono i conteggi dei rispettivi nucleotidi.
  • Metodo Vicino-Vicino: Tiene conto delle interazioni tra coppie di basi adiacenti.
    • Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c/4)) - 273.15
    Dove ΔH è l'entalpia, ΔS è l'entropia, R è la costante dei gas e c è la concentrazione del primer.
  • Metodo Regolato per Sale: Tiene conto dell'effetto della concentrazione di sale sulla stabilità.
    • Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) - 600/lunghezza
    Questa è una formula comune per sequenze più lunghe.
Fattori che Influenzano la Temperatura di Fusione
  • Contenuto GC: Un contenuto GC più alto aumenta Tm a causa dei tre legami idrogeno tra le coppie G-C rispetto ai due tra le coppie A-T
  • Lunghezza della Sequenza: Sequenze più lunghe hanno valori di Tm più alti
  • Concentrazione di Sale: Una maggiore forza ionica stabilizza il duplex di DNA, aumentando Tm
  • pH: Condizioni acide o basiche possono influenzare la stabilità dei legami idrogeno
  • Mismatch di Basi: Basi non complementari riducono la stabilità termica
Applicazioni

Comprendere la temperatura di fusione del DNA è fondamentale per molte tecniche di biologia molecolare:

  • PCR: Progettazione di primers con valori di Tm appropriati
  • ibridazione: Impostazione delle condizioni per l'ibridazione di DNA o DNA-RNA
  • Progettazione di Prove: Creazione di sonde per saggi di rilevamento del DNA
  • Sequenziamento del DNA: Ottimizzazione delle condizioni per le reazioni di sequenziamento
  • CRISPR-Cas9: Progettazione di RNA guida efficaci
Temperatura Ottimale di Annealing

Per PCR e altre tecniche di amplificazione, la temperatura di annealing è tipicamente impostata 5-10°C al di sotto del Tm del primer per garantire un'ibridazione efficiente mantenendo la specificità.

Cos'è il Calcolatore della Temperatura di Fusione del DNA?

Il Calcolatore della Temperatura di Fusione del DNA è uno strumento che aiuta a stimare la temperatura alla quale un filamento di DNA si separa in due filamenti singoli. Questa temperatura è chiamata temperatura di fusione (Tm). È un fattore importante in molte tecniche di laboratorio che coinvolgono il DNA, come la PCR (Reazione a Catena della Polimerasi), l'ibridazione e la progettazione di sonde.

Inserendo una sequenza di DNA e selezionando uno dei vari metodi di calcolo, lo strumento fornisce il valore di Tm e suggerisce una temperatura di annealing ottimale per gli esperimenti.

Formula Utilizzata

Metodo Base (Wallace):
Tm = 2°C × (A + T) + 4°C × (G + C)
Metodo del Vicinato:
Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c / 4)) − 273.15
Metodo Corretto per il Sale:
Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) − 600 / lunghezza

Come Utilizzare il Calcolatore

Utilizzare il calcolatore è semplice e intuitivo. Ecco come iniziare:

  • Inserisci la tua sequenza di DNA (5' a 3') nella casella di testo fornita.
  • Scegli un metodo di calcolo:
    • Base (Wallace): Per sequenze brevi sotto le 14 basi.
    • Vicinato: Più accurato per sequenze più lunghe o complesse.
    • Corretto per il Sale: Tiene conto della concentrazione di sale nella soluzione.
  • Se utilizzi il metodo Corretto per il Sale, inserisci la concentrazione di sale in mM.
  • Imposta la concentrazione del primer in μM (utilizzato per il metodo del Vicinato).
  • Utilizza le caselle di controllo per scegliere se visualizzare i dettagli della formula e il filamento complementare.
  • Clicca su Calcola Tm per vedere i tuoi risultati.

Esempi di Calcolo

Ecco alcuni esempi di input e cosa puoi aspettarti dal calcolatore:

Esempio 1: Sequenza Breve Utilizzando il Metodo Base

  • Sequenza di DNA: ATGCATGCATGC
  • Metodo: Base (Wallace)
  • Tm Risultante: 36°C
  • Temperatura di Annealing: 31°C

Esempio 2: Sequenza Più Lunga con il Vicinato

  • Sequenza di DNA: AGTCCGATCGATCGGATCGA
  • Concentrazione del Primer: 0.25 μM
  • Metodo: Vicinato
  • Tm Risultante: ~60.5°C
  • Temperatura di Annealing: ~55.5°C

Esempio 3: Metodo Corretto per il Sale

  • Sequenza di DNA: GCGCGCGCGCGC
  • Concentrazione di Sale: 100 mM
  • Metodo: Corretto per il Sale
  • Tm Risultante: ~72.3°C
  • Temperatura di Annealing: ~67.3°C

Perché Questo Calcolatore È Utile

Comprendere la temperatura di fusione del DNA è essenziale per progettare esperimenti di biologia molecolare di successo. Questo calcolatore semplifica quel processo fornendo stime di Tm rapide e affidabili basate sulla tua specifica sequenza e condizioni.

I principali vantaggi includono:

  • Ti aiuta a scegliere la temperatura giusta per i passaggi di annealing della PCR.
  • Fornisce il contenuto di GC e il peso molecolare della tua sequenza di DNA.
  • Visualizza il filamento di DNA e la sua coppia complementare per una migliore comprensione.
  • Supporta diversi metodi per adattarsi a diverse lunghezze di sequenza e necessità sperimentali.

Domande Frequenti (FAQ)

Cos'è la temperatura di fusione (Tm)?

La temperatura di fusione è il punto in cui metà delle molecole di DNA in un campione diventano a filamento singolo. Riflette la stabilità del duplex di DNA.

Quale metodo di calcolo dovrei scegliere?

  • Base (Wallace): Migliore per sequenze brevi (sotto le 14 coppie di basi).
  • Vicinato: Ideale per calcoli più accurati che coinvolgono sequenze più lunghe.
  • Corretto per il Sale: Utilizzare quando si lavora con sequenze più lunghe e concentrazioni di sale variabili.

Cos'è il contenuto di GC?

Il contenuto di GC si riferisce alla percentuale di guanina (G) e citosina (C) nelle basi di una sequenza di DNA. Un contenuto di GC più elevato significa tipicamente una Tm più alta.

Qual è la temperatura di annealing ottimale?

Questa è la temperatura raccomandata affinché i primer di DNA si legano a un filamento stampo durante la PCR. È generalmente 5–10°C inferiore alla Tm.

Posso usare questo per RNA o sequenze miste?

No, questo strumento è specificamente per sequenze di DNA. Non supporta RNA o sequenze con basi ambigue.

Conclusione

Il Calcolatore della Temperatura di Fusione del DNA è uno strumento prezioso per ricercatori e studenti che lavorano con il DNA. Semplifica una parte importante della progettazione degli esperimenti, offrendo risultati rapidi e informativi con opzioni adatte alle tue specifiche esigenze.