В генетике, содержание гуанина и цитозина (часто сокращается как «содержание ГЦ» или «содержание GC», иногда даже как GC%) — характеристика генома любого данного организма или любого другого куска ДНК или РНК.

Определение содержания GC

Обычно это содержимое выражается как процент, пропорция GC-пар оснований в последовательности ДНК (РНК) молекулы или генома, рассматривается. Здесь G (или Г) означает гуанин, а C (или Ц) означает цитозин. Остальные молекулы ДНК состоит из основ A (аденин) и T (тимин), таким образом, что в сумме вмести всех этих нуклеотидов дают 100% (например 58% содержания GC = 42% содержания AT). Пары GC в ДНК соединены тремя водородными связями вместо двух в парах AT. Это делает пару GC прочной и устойчивой к денатурации при высоких температурах, и поэтому содержание GC может быть больше в термофилов.

Применение

Содержание GC иногда используется, чтобы классифицировать организм (в таксономии). Например, Actinobacteria характеризуется как «бактерия с высоким содержанием GC». В Streptomyces coelicolor он составляет 72%. Содержание CG дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) составляет 38%, а у другого общего модельного организма, резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana) он составляет 36%. В результате природы генетического кода, фактически невозможно для организма иметь геном с содержанием GC близким к 0%, или 100%. Видом с чрезвычайно низким содержанием GC является Plasmodium falciparum (GC% = ~ 20%). Такие организмы обычно называются богатыми AT, а не бедными на GC, и наоборот.

В рамках долгого региона последовательности генома, гены часто характеризуются другим содержанием GC чем остальные генома. В частности, экзоны конечно богатые GC, тогда как интроны конечно богаты AT. Подробные исследования выявили определенное распределение богатых и бедных GC районов ДНК, хотя функция и значение такой вариации неясна.

В PCR-экспериментах, температура плавления праймеров зависит от содержания в них GC, более высокое содержание GC означает более высокую температуру плавления.

Методы определения

Содержание GC может быть измерен несколькими методами, но один из самых простых методов — измерения температуры плавления ДНК с помощью спектрофотометра. На длине волны 260 нм поглощение остро увеличивается, когда двухцепочечная ДНК распадается на отдельные цепочки при повышении температуры. Альтернативно, если молекула ДНК или РНК секвентуеться в процессе исследования, содержание GC может быть точно вычислен простой арифметикой.