Arvutage DNA koopia numbrid, sisestades järjestuse andmed, sihtjärjestuse, kontsentratsiooni ja mahu. Lihtne, täpne genoomi replikatsiooni hindamine ilma keeruliste seadistuste või API integratsioonideta.
Sisestage täis DNA jada, mida soovite analüüsida
Sisestage konkreetne DNA jada, mille esinemisi soovite lugeda
Hinnanguline Koopia Arv
0
Kopeerimise arv arvutatakse sihtjada esinemiste arvu, DNA kontsentratsiooni, proovi mahu ja DNA molekulaarsete omaduste põhjal.
Sisestage kehtivad DNA jadad ja parameetrid, et näha visualiseerimist
Genomic DNA Copy Number Calculator on võimas tööriist, mis on loodud, et hinnata teatud DNA järjestuse koopiate arvu, mis on olemas genoomi proovides. DNA koopiate analüüs on põhiline tehnika molekulaarbioloogias, geneetikas ja kliinilistes diagnostikas, mis aitab teadlastel ja kliinikutel kvantifitseerida teatud DNA järjestuste rohkus. See arvutus on hädavajalik erinevates rakendustes, sealhulgas geeni ekspressiooni uuringutes, patogeenide tuvastamises, transgeeni kvantifitseerimises ja geneetiliste häirete diagnoosimises, mis on iseloomulikud koopiate arvu variatsioonidele (CNV-d).
Meie Genomic Replication Estimator pakub lihtsat lähenemist DNA koopiate arvu arvutamiseks, ilma et oleks vaja keerulisi seadistusi või API integreerimisi. Sisestades oma DNA järjestuse andmed ja sihtjärjestuse koos kontsentratsiooni parameetritega, saate kiiresti määrata teatud DNA järjestuste koopiate arvu oma proovides. See teave on hädavajalik geneetiliste variatsioonide, haiguse mehhanismide mõistmiseks ja molekulaarbioloogia teadusuuringute eksperimentaalsete protokollide optimeerimiseks.
DNA koopiate arv viitab sellele, mitu korda teatud DNA järjestus esineb genoomis või proovis. Tavalises inimgenoomis eksisteerib enamik geene kahes koopias (üks igalt vanemalt). Kuid erinevad bioloogilised protsessid ja geneetilised seisundid võivad viia selle standardi kõrvalekalleteni:
DNA koopiate arvu täpne arvutamine aitab teadlastel mõista neid variatsioone ja nende mõju tervisele ja haigustele.
Teatud DNA järjestuse koopiate arvu saab arvutada järgmise valemi abil:
Kus:
See valem arvestab DNA molekulaarsete omadustega ja annab hinnangu absoluutse koopiate arvu kohta teie proovis.
Occurrences: See määratakse, loendades, mitu korda sihtjärjestus esineb kogu DNA järjestuses. Näiteks, kui teie sihtjärjestus on "ATCG" ja see esineb teie DNA proovis 5 korda, oleks esinemiste väärtus 5.
DNA Concentration: Tüüpiliselt mõõdetakse ng/μL (nanogramm/mikroliter), see esindab DNA kogust teie lahuses. Seda väärtust määratakse tavaliselt spektrofotomeetriliste meetodite, nagu NanoDrop või fluoromeetrilised katsed, nagu Qubit.
Sample Volume: Teie DNA proovi kogumaht mikrolitrites (μL).
Avogadro's Number: See fundamentaalne konstant (6.022 × 10²³) esindab molekulide arvu ühes moolis aines.
DNA Length: Teie DNA järjestuse kogupikkus baaspaarides.
Average Base Pair Weight: DNA baaspaaride keskmine molekulmass on umbes 660 g/mol. See väärtus arvestab nukleotiidide ja DNA fosfodiestersidemete keskmist kaalu.
Meie Genomic Replication Estimator pakub kasutajasõbralikku liidest DNA koopiate arvu kiireks ja täpseks arvutamiseks. Järgige neid samme, et saada täpseid tulemusi:
Esimeses sisendväljas sisestage täielik DNA järjestus, mida soovite analüüsida. See peaks olema kogu järjestus, milles soovite loendada sihtjärjestuse esinemisi.
Olulised märkused:
Näide kehtivast DNA järjestusest:
1ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAG
2
Teises sisendväljas sisestage konkreetne DNA järjestus, mida soovite loendada. See on sihtjärjestus, mille koopiate arvu soovite määrata.
Nõuded:
Näide kehtivast sihtjärjestusest:
1ATCG
2
Sisestage oma DNA proovi kontsentratsioon ng/μL (nanogramm/mikroliter) ja maht μL-des (mikrolitrites).
Tüüpilised väärtused:
Pärast kõigi nõutud andmete sisestamist arvutab kalkulaator automaatselt teie sihtjärjestuse koopiate arvu. Tulemused esindavad hinnangulist koopiate arvu teie sihtjärjestusest kogu proovis.
Tulemuste sektsioon sisaldab ka:
Genomic Replication Estimator sisaldab mitmeid valideerimise kontrolle, et tagada täpsed tulemused:
DNA Järjestuse Valideerimine: Tagab, et sisend sisaldab ainult kehtivaid DNA aluseid (A, T, C, G).
Sihtjärjestuse Valideerimine: Kontrollib, et sihtjärjestus sisaldab ainult kehtivaid DNA aluseid ja ei ole pikem kui peamine DNA järjestus.
Kontsentratsiooni ja Mahu Valideerimine: Kontrollib, et need väärtused on positiivsed numbrid.
DNA koopiate analüüsil on palju rakendusi erinevates bioloogia ja meditsiini valdkondades:
Geeni Ekspressiooni Uuringud: Koopiate arvu kvantifitseerimine geeni tasemel aitab mõista selle ekspressioonitaset ja funktsiooni.
Transgeensete Organismide Analüüs: Sihtgeeni koopiate arvu määramine geneetiliselt muundatud organismides, et hinnata integreerimise efektiivsust.
Mikroobide Kvantifitseerimine: Spetsiifiliste mikroobide järjestuste rohkus keskkonna- või kliinilistes proovides.
Viiruskoormuse Testimine: Viirusgenoomide kvantifitseerimine patsiendi proovides, et jälgida nakkuse edenemist ja raviefektiivsust.
Vähi Diagnostika: Onkogeensete ja kasvajate supressorgeenide amplifikatsioonide või kustutamiste tuvastamine.
Geneetiliste Haiguste Diagnoosimine: Koopiate arvu variatsioonide tuvastamine, mis on seotud geneetiliste häiretega, nagu Duchenne'i lihasdüstroofia või Charcot-Marie-Tooth'i haigus.
Farmakogenoomika: Mõistmine, kuidas geeni koopiate arv mõjutab ravimi ainevahetust ja vastust.
Prenataalne Testimine: Kromosomaalsete kõrvalekallete, nagu trisoomiad või mikrodeletsioonid, tuvastamine.
Uurimismeeskond, kes uurib rinnavähki, võib kasutada Genomic Replication Estimatorit HER2 geeni koopiate arvu määramiseks kasvajaproovides. HER2 amplifikatsioon (suurenenud koopiate arv) on seotud agressiivse rinnavähiga ja mõjutab ravivalikuid. Täpse koopiate arvu määramisega saavad teadlased:
Kuigi meie kalkulaator pakub lihtsat meetodit DNA koopiate arvu hindamiseks, kasutatakse teadus- ja kliinilistes keskkondades ka teisi tehnikaid:
Kvantitatiivne PCR (qPCR): Mõõdab DNA amplifikatsiooni reaalajas, et määrata algne koopiate arv.
Digitaalne PCR (dPCR): Jagab proovi tuhandeteks individuaalseteks reaktsioonideks, et anda absoluutne kvantifitseerimine ilma standardkõverateta.
Fluorestsentsi In Situ Hübriidimine (FISH): Visualiseerib ja loendab spetsiifilisi DNA järjestusi otse rakkudes või kromosoomides.
Võrdlev Genoomne Hübriidimine (CGH): Võrdleb DNA järjestuste koopiate arvu test- ja viidaproovi vahel.
Järgmise Põlvkonna Sekveneerimine (NGS): Pakub kogu genoomi koopiate arvu profiilimist kõrge eraldusvõimega.
Igal meetodil on oma eelised ja piirangud täpsuse, kulu, läbilaskevõime ja eraldusvõime osas. Meie kalkulaator pakub kiiret ja ligipääsetavat lähenemist esialgsetele hinnangutele või olukordades, kus spetsialiseeritud seadmed pole saadaval.
DNA koopiate arvu mõisted ja nende tähtsus geneetikas on aastakümnete jooksul oluliselt arenenud:
DNA koopiate arvu analüüsi alused pandi paika 1953. aastal Watsoni ja Cricki DNA struktuuri avastamisega. Siiski jäi koopiate arvu variatsioonide tuvastamise võime piiratud kuni molekulaarbioloogia tehnikate arenguni 1970. aastatel.
Polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) leiutamine ja täiustamine Kary Mullise poolt revolutsioneeris DNA analüüsi. Kvantitatiivse PCR (qPCR) arendamine 1990. aastatel võimaldas täpsemat DNA koopiate arvu mõõtmist ja sai paljude rakenduste kuldstandardiks.
Inimese Genoomi Projekti lõpetamine 2003. aastal ja mikrokiibi ja järgmise põlvkonna sekveneerimise tehnoloogiate tulek on dramaatiliselt laiendanud meie võimet tuvastada ja analüüsida koopiate arvu variatsioone kogu genoomis. Need tehnoloogiad on näidanud, et koopiate arvu variatsioonid on palju levinumad ja olulisemad, kui varem arvati, ning need aitavad kaasa nii normaalsele geneetilisele mitmekesisusele kui ka haigustele.
Täna on arvutusmeetodid ja bioinformaatika tööriistad veelgi suurendanud meie võimet täpselt arvutada ja tõlgendada DNA koopiate arvu, muutes selle analüüsi kergesti kättesaadavaks teadlastele ja kliinikutele üle kogu maailma.
Siin on DNA koopiate arvu arvutamise rakendused erinevates programmeerimiskeeltes:
1def calculate_dna_copy_number(dna_sequence, target_sequence, concentration, volume):
2 """
3 Arvuta siht DNA järjestuse koopiate arv.
4
5 Parameetrid:
6 dna_sequence (str): Täielik DNA järjestus
7 target_sequence (str): Loendatav sihtjärjestus
8 concentration (float): DNA kontsentratsioon ng/μL
9 volume (float): Proovi maht μL-des
10
11 Tagastab:
12 int: Hinnanguline koopiate arv
13 """
14 # Puhasta ja valideeri järjestused
15 dna_sequence = dna_sequence.upper().replace(" ", "")
16 target_sequence = target_sequence.upper().replace(" ", "")
17
18 if not all(base in "ATCG" for base in dna_sequence):
19 raise ValueError("DNA järjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke")
20
21 if not all(base in "ATCG" for base in target_sequence):
22 raise ValueError("Sihtjärjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke")
23
24 if len(target_sequence) > len(dna_sequence):
25 raise ValueError("Sihtjärjestus ei tohi olla pikem kui DNA järjestus")
26
27 if concentration <= 0 or volume <= 0:
28 raise ValueError("Kontsentratsioon ja maht peavad olema suuremad kui 0")
29
30 # Loenda sihtjärjestuse esinemisi
31 count = 0
32 pos = 0
33 while True:
34 pos = dna_sequence.find(target_sequence, pos)
35 if pos == -1:
36 break
37 count += 1
38 pos += 1
39
40 # Konstantid
41 avogadro = 6.022e23 # molekuli/mol
42 avg_base_pair_weight = 660 # g/mol
43
44 # Arvuta koopiate arv
45 total_dna_ng = concentration * volume
46 total_dna_g = total_dna_ng / 1e9
47 moles_dna = total_dna_g / (len(dna_sequence) * avg_base_pair_weight)
48 total_copies = moles_dna * avogadro
49 copy_number = count * total_copies
50
51 return round(copy_number)
52
53# Näide kasutamisest
54dna_seq = "ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAG"
55target_seq = "ATCG"
56conc = 10 # ng/μL
57vol = 20 # μL
58
59try:
60 result = calculate_dna_copy_number(dna_seq, target_seq, conc, vol)
61 print(f"Hinnanguline koopiate arv: {result:,}")
62except ValueError as e:
63 print(f"Viga: {e}")
64
1function calculateDnaCopyNumber(dnaSequence, targetSequence, concentration, volume) {
2 // Puhasta ja valideeri järjestused
3 dnaSequence = dnaSequence.toUpperCase().replace(/\s+/g, '');
4 targetSequence = targetSequence.toUpperCase().replace(/\s+/g, '');
5
6 // Valideeri DNA järjestus
7 if (!/^[ATCG]+$/.test(dnaSequence)) {
8 throw new Error("DNA järjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke");
9 }
10
11 // Valideeri sihtjärjestus
12 if (!/^[ATCG]+$/.test(targetSequence)) {
13 throw new Error("Sihtjärjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke");
14 }
15
16 if (targetSequence.length > dnaSequence.length) {
17 throw new Error("Sihtjärjestus ei tohi olla pikem kui DNA järjestus");
18 }
19
20 if (concentration <= 0 || volume <= 0) {
21 throw new Error("Kontsentratsioon ja maht peavad olema suuremad kui 0");
22 }
23
24 // Loenda sihtjärjestuse esinemisi
25 let count = 0;
26 let pos = 0;
27
28 while (true) {
29 pos = dnaSequence.indexOf(targetSequence, pos);
30 if (pos === -1) break;
31 count++;
32 pos++;
33 }
34
35 // Konstantid
36 const avogadro = 6.022e23; // molekuli/mol
37 const avgBasePairWeight = 660; // g/mol
38
39 // Arvuta koopiate arv
40 const totalDnaNg = concentration * volume;
41 const totalDnaG = totalDnaNg / 1e9;
42 const molesDna = totalDnaG / (dnaSequence.length * avgBasePairWeight);
43 const totalCopies = molesDna * avogadro;
44 const copyNumber = count * totalCopies;
45
46 return Math.round(copyNumber);
47}
48
49// Näide kasutamisest
50try {
51 const dnaSeq = "ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAG";
52 const targetSeq = "ATCG";
53 const conc = 10; // ng/μL
54 const vol = 20; // μL
55
56 const result = calculateDnaCopyNumber(dnaSeq, targetSeq, conc, vol);
57 console.log(`Hinnanguline koopiate arv: ${result.toLocaleString()}`);
58} catch (error) {
59 console.error(`Viga: ${error.message}`);
60}
61
1calculate_dna_copy_number <- function(dna_sequence, target_sequence, concentration, volume) {
2 # Puhasta ja valideeri järjestused
3 dna_sequence <- gsub("\\s+", "", toupper(dna_sequence))
4 target_sequence <- gsub("\\s+", "", toupper(target_sequence))
5
6 # Valideeri DNA järjestus
7 if (!grepl("^[ATCG]+$", dna_sequence)) {
8 stop("DNA järjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke")
9 }
10
11 # Valideeri sihtjärjestus
12 if (!grepl("^[ATCG]+$", target_sequence)) {
13 stop("Sihtjärjestus peab sisaldama ainult A, T, C, G märke")
14 }
15
16 if (nchar(target_sequence) > nchar(dna_sequence)) {
17 stop("Sihtjärjestus ei tohi olla pikem kui DNA järjestus")
18 }
19
20 if (concentration <= 0 || volume <= 0) {
21 stop("Kontsentratsioon ja maht peavad olema suuremad kui 0")
22 }
23
24 # Loenda sihtjärjestuse esinemisi
25 count <- 0
26 pos <- 1
27
28 while (TRUE) {
29 pos <- regexpr(target_sequence, substr(dna_sequence, pos, nchar(dna_sequence)))
30 if (pos == -1) break
31 count <- count + 1
32 pos <- pos + 1
33 }
34
35 # Konstantid
36 avogadro <- 6.022e23 # molekuli/mol
37 avg_base_pair_weight <- 660 # g/mol
38
39 # Arvuta koopiate arv
40 total_dna_ng <- concentration * volume
41 total_dna_g <- total_dna_ng / 1e9
42 moles_dna <- total_dna_g / (nchar(dna_sequence) * avg_base_pair_weight)
43 total_copies <- moles_dna * avogadro
44 copy_number <- count * total_copies
45
46 return(round(copy_number))
47}
48
49# Näide kasutamisest
50tryCatch({
51 dna_seq <- "ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAG"
52 target_seq <- "ATCG"
53 conc <- 10 # ng/μL
54 vol <- 20 # μL
55
56 result <- calculate_dna_copy_number(dna_seq, target_seq, conc, vol)
57 cat(sprintf("Hinnanguline koopiate arv: %s\n", format(result, big.mark=",")))
58}, error = function(e) {
59 cat(sprintf("Viga: %s\n", e$message))
60})
61
DNA koopiate arv viitab sellele, mitu korda teatud DNA järjestus esineb genoomis või proovis. Inimestel eksisteerib enamik geene kahes koopias (üks igalt vanemalt), kuid see arv võib varieeruda geneetiliste variatsioonide, mutatsioonide või haigusprotsesside tõttu. Koopiate arvu arvutamine on oluline geneetiliste häirete, vähi arengute ja normaalse geneetilise variatsiooni mõistmiseks.
Genomic Replication Estimator annab teoreetilise arvutuse, mis põhineb molekulaarsetel põhimõtetel ja sisestatud parameetritel. Selle täpsus sõltub mitmest tegurist:
Uuringud, mis nõuavad äärmiselt täpset kvantifitseerimist, võivad pakkuda kõrgemat täpsust, kuid meie kalkulaator pakub paljude rakenduste jaoks head hinnangut.
Ei, see kalkulaator on spetsiaalselt loodud DNA järjestuste jaoks ja kasutab arvutustes DNA-spetsiifilisi molekulmasside väärtusi. RNA-l on erinevad molekulaarsed omadused (sisaldab uratsiili, mitte tümiini, ja selle molekulmass on erinev). RNA kvantifitseerimiseks tuleks kasutada spetsialiseeritud RNA koopiate arvu kalkulaatoreid.
Kalkulaator töötab mis tahes positiivse DNA kontsentratsiooni väärtusega. Kuid enamikus bioloogilistes proovides on DNA kontsentratsioonid tavaliselt vahemikus 1 kuni 100 ng/μL. Väga madalad kontsentratsioonid (alla 1 ng/μL) võivad mõõtmise piirangute tõttu tuua rohkem ebakindlust arvutusse.
Kalkulaator loendab iga sihtjärjestuse esinemise, isegi kui need kattuvad. Näiteks järjestuses "ATATAT" loendatakse siht "ATA" kaks korda (positsioonid 1-3 ja 3-5). See lähenemine on kooskõlas paljude molekulaarbioloogia tehnikatega, mis tuvastavad järjestusi.
Jah, saate seda kalkulaatorit kasutada plasmidi koopiate arvu hindamiseks. Lihtsalt sisestage oma DNA järjestus peamiseks DNA järjestuseks ja sihtjärjestus, mida soovite loendada. Veenduge, et mõõdaksite plasmidi DNA kontsentratsiooni täpselt, et saada usaldusväärseid tulemusi.
See kalkulaator aktsepteerib ainult tavalisi DNA aluseid (A, T, C, G). Kui teie järjestuses on ebamugavad alused, peate kas asendama need spetsiifiliste alustega oma parima teadmise põhjal või eemaldama need osad enne kalkulaatori kasutamist.
Kalkulaator suudab hallata väga suuri koopiate arve ja kuvab need loetavas vormingus. Äärmiselt suurte väärtuste korral võib kasutada teaduslikku märkust. Aluslik arvutus säilitab täpsuse olenemata tulemuse suurusest.
Kuigi see tööriist arvutab DNA koopiate arvu, mõõdetakse geeni ekspressiooni tavaliselt RNA tasemel. Geeni ekspressiooni analüüsimiseks on sobivamad tehnikad, nagu RT-qPCR, RNA-seq või mikrokiibid. Siiski võib DNA koopiate arv mõjutada geeni ekspressiooni, seega on need analüüsid sageli täiendavad.
DNA kontsentratsioonil on otsene lineaarne seos arvutatud koopiate arvuga. Kontsentratsiooni kahekordistamine kahekordistab hinnangulise koopiate arvu, eeldades, et kõik teised parameetrid jäävad muutumatuks. See rõhutab täpse kontsentratsiooni mõõtmise tähtsust usaldusväärsete tulemuste saamiseks.
Bustin, S. A., Benes, V., Garson, J. A., Hellemans, J., Huggett, J., Kubista, M., ... & Wittwer, C. T. (2009). MIQE juhised: minimaalne teave kvantitatiivsete reaalajas PCR katsete avaldamiseks. Clinical chemistry, 55(4), 611-622.
D'haene, B., Vandesompele, J., & Hellemans, J. (2010). Täpne ja objektiivne koopiate arvu profileerimine, kasutades reaalajas kvantitatiivset PCR-i. Meetodid, 50(4), 262-270.
Hindson, B. J., Ness, K. D., Masquelier, D. A., Belgrader, P., Heredia, N. J., Makarewicz, A. J., ... & Colston, B. W. (2011). Kõrge läbilaskevõimega tilgakeste digitaalne PCR süsteem DNA koopiate arvu absoluutseks kvantifitseerimiseks. Analüütiline keemia, 83(22), 8604-8610.
Zhao, M., Wang, Q., Wang, Q., Jia, P., & Zhao, Z. (2013). Arvutuslikud tööriistad koopiate arvu variatsioonide (CNV) tuvastamiseks, kasutades järgmise põlvkonna sekveneerimise andmeid: omadused ja perspektiivid. BMC bioinformatics, 14(11), 1-16.
Redon, R., Ishikawa, S., Fitch, K. R., Feuk, L., Perry, G. H., Andrews, T. D., ... & Hurles, M. E. (2006). Globaalne koopiate arvu variatsioon inimese genoomis. Loomulik, 444(7118), 444-454.
Zarrei, M., MacDonald, J. R., Merico, D., & Scherer, S. W. (2015). Inimese genoomi koopiate arvu variatsioonide kaart. Loomulik ülevaade geneetikast, 16(3), 172-183.
Stranger, B. E., Forrest, M. S., Dunning, M., Ingle, C. E., Beazley, C., Thorne, N., ... & Dermitzakis, E. T. (2007). Nukleotiidi ja koopiate arvu variatsiooni suhteline mõju geeni ekspressiooni fenotüüpidele. Teadus, 315(5813), 848-852.
Alkan, C., Coe, B. P., & Eichler, E. E. (2011). Genoomi struktuuri variatsiooni avastamine ja genotüüpimine. Loomulik ülevaade geneetikast, 12(5), 363-376.
Genomic DNA Copy Number Calculator pakub võimsat, kuid ligipääsetavat viisi teatud DNA järjestuste koopiate arvu hindamiseks teie proovides. Kombineerides molekulaarsed põhimõtted kasutajasõbraliku disainiga, aitab see tööriist teadlastel, üliõpilastel ja spetsialistidel kiiresti saada väärtuslikku kvantitatiivset teavet ilma spetsialiseeritud seadmete või keeruliste protokollideta.
DNA koopiate arvu mõistmine on hädavajalik paljude rakenduste jaoks geneetikas, molekulaarbioloogias ja meditsiinis. Olgu teie uurimus geeni amplifikatsiooni uurimine vähi korral, transgeeni integreerimise kvantifitseerimine või koopiate arvu variatsioonide uurimine geneetilistes häiretes, meie kalkulaator pakub lihtsat lähenemist vajaliku teabe saamiseks.
Kutsume teid proovima Genomic Replication Estimatorit oma DNA järjestustega ja uurima, kuidas kontsentratsiooni, mahu ja sihtjärjestuste muutused mõjutavad arvutatud koopiate arvu. See praktiline kogemus süvendab teie arusaamist molekulaarse kvantifitseerimise põhimõtetest ja aitab teil neid kontseptsioone rakendada oma spetsiifiliste uurimisküsimuste jaoks.
Küsimuste või tagasiside saamiseks kalkulaatori kohta viidake palun KKK sektsioonile või võtke ühendust meie tugimeeskonnaga.
Avasta rohkem tööriistu, mis võivad olla kasulikud teie töövoos