Obsah GC

Obsah GC či množství GC (z anglického GC-content) je podíl guanino-cytosinového komplementárního páru (GC), typicky v rámci určité DNA. Zbylými bázemi jsou adenin (A) a thymin (T), a tak AT pár v daném genomu logicky činí zbytek do sta procent.^[1] Podíl GC vazeb však standardně bývá vyšší než podíl AT vazeb.

Guanin se váže na cytosin, podobně jako adenin na thymin. Vazba mezi G a C má tři vodíkové vazby (na rozdíl od AT vazby, která má dvě), díky čemuž je GC vazba odolnější vůči vysoké teplotě.^[2] Dříve se kvůli tomu mělo za to, že vyšší obsah GC mají termofilní organismy, což však bylo vyvráceno.^[3]

Výpočet obsahu GC

Obsah GC se udává zejména v procentech, méně často jako poměr (tzv. G+C ratio). Výpočet obsahu GC se provádí pomocí vzorce:^[4]

${\displaystyle {\cfrac {G+C}{A+T+G+C}}\times \ 100}$

G+C poměr spočítáme jako:^[5]

${\displaystyle {\cfrac {A+T}{G+C}}}$

Využití

Obsah GC bází je velmi variabilní nejen na úrovni druhů, ale i v rámci jediného genomu. Některé oblasti mají vyšší obsah GC, některé nižší. Geny často mají vyšší obsah GC bází.^[6]

Na úrovni jednotlivých taxonomických skupin, jako jsou například kmeny bakterií, se využívá často obsahu GC pro definici jednotlivých skupin. V systematice bakterií například kmen Actinobacteria je charakterizován jako kmen bakterií s vysokým obsahem GC.^[7]

Například bakterie Streptomyces coelicolor A3(2) má obsah GC 72 %.^[8], kvasinka Saccharomyces cerevisiae 38 %,^[9] a rostlina huseníček rolní (Arabidopsis thaliana) 36 %.^[10] Hodnoty blížící se 0 % a 100 % jsou kvůli informační povaze jednotlivých bází nereálné. Velmi nízký obsah GC má například Plasmodium falciparum, a to asi 20 %.^[11][12]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku GC-content na anglické Wikipedii.

1. Definition of GC – content on CancerWeb of Newcastle University,UK
2. Freidfelder D. Microbial Genetics. [s.l.]: Jones and Barlett Publishers, 1990. (1st ed.). 
3. Hurst, LD. and Merchant, AR. High Guanine-Cytosine Content is Not an Adaptation to High Temperature: A Comparative Analysis amongst Prokaryotes Proceedings: Biological Sciences, 268(466) 493-497, 2001.
4. Madigan,MT. and Martinko JM. Brock biology of microorganisms. [s.l.]: Pearson-Prentice Hall, 2003. (10th ed.). ISBN 84-205-3679-2. 
5. Definition of GC-ratio on Northwestern University, IL, USA. www.biochem.northwestern.edu [online]. [cit. 2008-06-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2010-06-20. 
6. Bernardi, G., Isochores and the evolutionary genomics of vertebrates, Gene, 241:3-17, 2000.
7. Taxonomy browser on NCBI
8. Whole genome data of "Streptomyces coelicolor" A3(2) on NCBI
9. Whole genome data of Saccharomyces cerevisiae on NCBI
10. Whole genome data of Arabidopsis thaliana on NCBI
11. Whole genome data of Plasmodium falciparum on NCBI
12. Genome of Plasmodium falciparum. Mem Inst Oswaldo Cruz, 92(6): 835-841, 1997.>Full Article

Externí odkazy

• Tabulka GC obsahů všech sekvenovaných prokaryot
• Seznam bakterií i s jejich GC obsahy.