DNA 융해 온도 계산기

분류：생물학
- 2025년 5월 16일
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다양한 방법을 사용하여 DNA 올리고뉴클레오타이드의 용융 온도 (Tm)를 계산합니다.

DNA 서열

길이: 0 bp
GC 함량: 0%

계산 방법

μM

표시 옵션

DNA 용융 온도에 대하여

DNA 용융 온도 (Tm)는 50%의 DNA 분자가 변성되어 수소 결합이 끊어지고 이중 가닥에서 단일 가닥 상태로 전환되는 온도입니다.

계산 방법
  • 기본 (Wallace) 방법: 짧은 서열에 대한 간단한 경험 법칙입니다.
    • Tm = 2°C × (A+T) + 4°C × (G+C)
    여기서 A, T, G, C는 각각의 뉴클레오타이드 수입니다.
  • 가장 가까운 이웃 방법: 인접한 염기 쌍 간의 상호작용을 고려합니다.
    • Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c/4)) - 273.15
    여기서 ΔH는 엔탈피, ΔS는 엔트로피, R은 기체 상수, c는 프라이머 농도입니다.
  • 염 조정 방법: 염 농도가 안정성에 미치는 영향을 고려합니다.
    • Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) - 600/length
    이는 긴 서열에 대한 일반적인 공식입니다.
용융 온도에 영향을 미치는 요인
  • GC 함량: GC 함량이 높을수록 Tm이 증가합니다. G-C 쌍 간의 세 개의 수소 결합과 A-T 쌍 간의 두 개의 수소 결합 때문입니다.
  • 서열 길이: 긴 서열은 더 높은 Tm 값을 가집니다.
  • 염 농도: 높은 이온 강도는 DNA 이중 가닥을 안정화시켜 Tm을 증가시킵니다.
  • pH: 산성 또는 염기성 조건은 수소 결합의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
  • 염기 불일치: 비상보적인 염기는 열적 안정성을 감소시킵니다.
응용

DNA 용융 온도를 이해하는 것은 많은 분자 생물학 기술에 중요합니다:

  • PCR: 적절한 Tm 값을 가진 프라이머 설계
  • 하이브리다이제이션: DNA 또는 DNA-RNA 하이브리다이제이션을 위한 조건 설정
  • 프로브 설계: DNA 검출 분석을 위한 프로브 생성
  • DNA 시퀀싱: 시퀀싱 반응을 위한 조건 최적화
  • CRISPR-Cas9: 효과적인 가이드 RNA 설계
최적의 어닐링 온도

PCR 및 기타 증폭 기술의 경우, 어닐링 온도는 일반적으로 프라이머의 Tm보다 5-10°C 낮게 설정되어 효율적인 하이브리다이제이션을 보장하면서 특이성을 유지합니다.

DNA 융해 온도 계산기란?

DNA 융해 온도 계산기는 DNA 가닥이 두 개의 단일 가닥으로 분리되는 온도를 추정하는 데 도움이 되는 도구입니다. 이 온도를 융해 온도(Tm)라고 합니다. 이는 PCR(중합효소 연쇄 반응), 하이브리다이제이션 및 프로브 설계와 같은 DNA와 관련된 많은 실험 기술에서 중요한 요소입니다.

DNA 서열을 입력하고 여러 계산 방법 중 하나를 선택하면, 이 도구는 Tm 값을 제공하고 실험을 위한 최적의 어닐링 온도를 제안합니다.

사용된 공식

기본(월리스) 방법:
Tm = 2°C × (A + T) + 4°C × (G + C)
가장 가까운 이웃 방법:
Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c / 4)) − 273.15
염 조정 방법:
Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) − 600 / 길이

계산기 사용 방법

계산기 사용은 간단하고 직관적입니다. 시작하는 방법은 다음과 같습니다:

  • 제공된 텍스트 상자에 DNA 서열(5'에서 3')을 입력합니다.
  • 계산 방법을 선택합니다:
    • 기본(월리스): 14개 염기 이하의 짧은 서열에 적합합니다.
    • 가장 가까운 이웃: 더 길거나 복잡한 서열에 대해 더 정확합니다.
    • 염 조정: 용액의 염 농도를 고려합니다.
  • 염 조정 방법을 사용하는 경우, mM 단위로 염 농도를 입력합니다.
  • 가장 가까운 이웃 방법에 사용되는 프라이머 농도를 μM 단위로 설정합니다.
  • 공식 세부정보 및 상보적 가닥을 표시할지 여부를 선택하는 체크박스를 사용합니다.
  • Tm 계산을 클릭하여 결과를 확인합니다.

예제 계산

다음은 몇 가지 예제 입력과 계산기에서 기대할 수 있는 결과입니다:

예제 1: 기본 방법을 사용한 짧은 서열

  • DNA 서열: ATGCATGCATGC
  • 방법: 기본(월리스)
  • 결과 Tm: 36°C
  • 어닐링 온도: 31°C

예제 2: 가장 가까운 이웃을 사용한 긴 서열

  • DNA 서열: AGTCCGATCGATCGGATCGA
  • 프라이머 농도: 0.25 μM
  • 방법: 가장 가까운 이웃
  • 결과 Tm: ~60.5°C
  • 어닐링 온도: ~55.5°C

예제 3: 염 조정 방법

  • DNA 서열: GCGCGCGCGCGC
  • 염 농도: 100 mM
  • 방법: 염 조정
  • 결과 Tm: ~72.3°C
  • 어닐링 온도: ~67.3°C

이 계산기가 유용한 이유

DNA 융해 온도를 이해하는 것은 성공적인 분자 생물학 실험을 설계하는 데 필수적입니다. 이 계산기는 특정 서열과 조건에 따라 빠르고 신뢰할 수 있는 Tm 추정을 제공하여 이 과정을 간소화합니다.

주요 이점은 다음과 같습니다:

  • PCR 어닐링 단계에 적합한 온도를 선택하는 데 도움이 됩니다.
  • DNA 서열의 GC 함량과 분자량을 제공합니다.
  • DNA 가닥과 그 상보적 쌍을 시각화하여 더 나은 이해를 돕습니다.
  • 다양한 서열 길이와 실험 요구에 맞는 다양한 방법을 지원합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

융해 온도(Tm)란 무엇인가요?

융해 온도는 샘플의 DNA 분자의 절반이 단일 가닥이 되는 지점을 의미합니다. 이는 DNA 이중 나선의 안정성을 반영합니다.

어떤 계산 방법을 선택해야 하나요?

  • 기본(월리스): 짧은 서열(14개 염기 이하)에 가장 적합합니다.
  • 가장 가까운 이웃: 더 긴 서열을 포함한 보다 정확한 계산에 이상적입니다.
  • 염 조정: 더 긴 서열과 다양한 염 농도로 작업할 때 사용합니다.

GC 함량이란 무엇인가요?

GC 함량은 DNA 서열에서 구아닌(G)과 사이토신(C) 염기의 비율을 나타냅니다. GC 함량이 높을수록 일반적으로 Tm이 높습니다.

최적의 어닐링 온도란 무엇인가요?

이는 PCR 동안 DNA 프라이머가 템플릿 가닥에 결합하기 위한 권장 온도입니다. 일반적으로 Tm보다 5–10°C 낮습니다.

이 도구를 RNA 또는 혼합 서열에 사용할 수 있나요?

아니요, 이 도구는 DNA 서열에만 특화되어 있습니다. RNA나 모호한 염기가 포함된 서열은 지원하지 않습니다.

결론

DNA 융해 온도 계산기는 DNA 작업을 하는 연구자와 학생들에게 유용한 도구입니다. 실험 설계의 중요한 부분을 간소화하여 특정 요구에 맞는 빠르고 유익한 결과를 제공합니다.