GC-состав (гуанин-цитозиновый состав, ГЦ-состав)[1] — доля гуанина (G) и цитозина (C) среди всех остатков нуклеотидов рассматриваемой нуклеотидной последовательности. GC-состав может быть определён как для фрагмента молекулы ДНК или РНК, так и для всей молекулы или даже всего генома.
Пара GC соединена тремя водородными связями, тогда как пара AT (аденин — тимин) — двумя. Поэтому ДНК с высоким содержанием GC более устойчива к денатурации в растворе, чем ДНК с низким. Кроме водородных связей, на стабильность вторичной структуры ДНК и РНК влияют гидрофобные или стэкинг-взаимодействия между соседними нуклеотидами, не зависящие от последовательности оснований нуклеиновых кислот[2][3].
При проведении ПЦР GC-состав праймера используется для предсказания температуры плавления этого праймера и температуры отжига. Высокий GC-состав праймера позволяет использовать его при высоких температурах отжига.
Файл:Skews.pngСравнения смещений в нуклеотидном составе для рамки в 100 нуклеотидов.
Вычисление смещений в нуклеотидном составе
GC-состав является частным случаем отклоненийШаблон:Прояснить (Шаблон:Lang-en) в нуклеотидной последовательности тех или иных нуклеотидных оснований или групп оснований.
Например, отклонение по отношению пуринов (суммы всех гуанинов и аденинов) к длине цепи ДНК или РНК в нуклеотидах (доля G+A или доля GA) можно вычислить в процентном отношении [5]:
<math>GA\% =\cfrac{G+A}{L}\times\ 100</math>
где <math>G+A</math> — суммарное количество гуанинов и аденинов, а <math>L</math> — длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах:
<math>L=A+T+G+C</math>.
<math>G+A</math> можно также представить в виде вырожденного кода как <math>R</math>, тогда
где <math>C+T</math> есть сумма всех цитозинов и тиминов, тогда как <math>L</math> есть длина цепи ДНК или РНК в нуклеотидах.
Отклонение по отношению суммы всех гуанинов к сумме всех цитозинов или наоборот (сдвиг по отношению суммы всех цитозинов к сумме всех гуанинов):
<math>GC skew=\cfrac{G-C}{G+C}</math>
Данная величина — GC skew — может быть положительной (если количество гуанина выше количества цитозина), отрицательной (в противном случае) или равна 0 (когда количество гуанина и цитозина одинаково).
Аналогично можно вычислить отклонение по отношению суммы всех аденинов к тиминам или наоборот (суммы всех тиминов к аденинам):
<math>AT skew=\cfrac{A-T}{A+T}</math>
Данная величина — AT skew — будет положительным, если количество аденина выше количества тимина, отрицательным в противном случае, или равна 0, когда суммы аденинов A и тимина T равны.
