DNA કૉપી નંબર કૅલ્ક્યુલેટર | જીનોમિક વિશ્લેષણ સાધન

DNA કૉપી સંખ્યા કેલ્ક્યુલેટર

DNA કૉપી સંખ્યા કેલ્ક્યુલેટર DNA નમૂનામાં લક્ષ્ય અનુક્રમની કેટલી નકલો છે તેનો અંદાજ આપે છે. તે નમૂનાની સાંદ્રતા, તેના આયતન અને મોટા DNA અનુક્રમની અંદર લક્ષ્ય અનુક્રમ કેટલી વાર આવે છે તેના આધારે કાર્ય કરે છે. મોલેક્યુલર બાયોલોજીની પ્રયોગશાળાઓ qPCR (માત્રાત્મક પૉલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન) જેવી વધુ ખર્ચાળ અને વધુ ચોક્કસ તપાસ કરતા પહેલાં પ્રયોગોનું આયોજન કરવા માટે આ પ્રકારના અંદાજનો ઉપયોગ કરે છે.

DNA કૉપી સંખ્યાનો અર્થ

DNA કૉપી સંખ્યા એટલે કોઈ ચોક્કસ અનુક્રમ જિનોમ અથવા નમૂનામાં કેટલી વાર આવે છે તે સંખ્યા. સામાન્ય માનવ જિનની બે નકલો હોય છે, જેમાંથી એક-એક નકલ દરેક માતા-પિતા પાસેથી વારસામાં મળે છે. કેટલીક બાબતો આ સંખ્યા બદલી શકે છે.

• પ્રવર્ધન: બે કરતાં વધુ નકલો. કેન્સર કોષો ઘણી વાર વૃદ્ધિને પ્રેરતા જિનનું પ્રવર્ધન કરે છે, જેમ કે કેટલાક સ્તનના ગાંઠોમાં HER2.
• વિલોપન: બે કરતાં ઓછી નકલો, ક્યારેક શૂન્ય. વિલોપન આનુવંશિક વિકારોનું કારણ બની શકે છે.
• દ્વિગુણીકરણ: જ્યાં માત્ર એક કે બે નકલો હોવી જોઈએ ત્યાં વધારાની નકલ દેખાય છે.
• કૉપી સંખ્યામાં વિવિધતા (CNV): વ્યક્તિઓ વચ્ચે કૉપી સંખ્યામાં જોવા મળતો સામાન્ય તફાવત, જે માનવ જિનોમના નોંધપાત્ર હિસ્સામાં જોવા મળે છે.

DNA કૉપી સંખ્યાનું સૂત્ર

કેલ્ક્યુલેટર આ સૂત્ર વડે અનુક્રમના આવર્તનો અને નમૂનાના દ્રવ્યમાનને કૉપી સંખ્યામાં રૂપાંતરિત કરે છે:

$\text{કૉપી સંખ્યા} = \frac{\text{આવર્તનો} \times \text{સાંદ્રતા} \times \text{ઘનફળ} \times N_A}{\text{DNA લંબાઈ} \times 660 \times 10^{9}}$

જ્યાં:

• આવર્તનો — સંપૂર્ણ DNA અનુક્રમમાં લક્ષ્ય અનુક્રમ કેટલી વાર આવે છે; એકબીજા પર આવતી મેળબેઠકોને અલગથી ગણવામાં આવે છે.
• સાંદ્રતા — નેનોગ્રામ પ્રતિ માઇક્રોલિટર (ng/μL)માં DNA સાંદ્રતા, જે સામાન્ય રીતે સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર અથવા ફ્લોરોમીટરથી વાંચવામાં આવે છે.
• આયતન — માઇક્રોલિટર (μL)માં નમૂનાનું આયતન.
• $N_A$ — એવોગેડ્રો સંખ્યા, પ્રતિ મોલ 6.022 × 10²³ અણુઓ. તે DNAના મોલને અણુઓની સંખ્યામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• DNA લંબાઈ — બેઝ જોડીઓમાં સંપૂર્ણ DNA અનુક્રમની લંબાઈ.
• 660 — એક DNA બેઝ જોડીનું સરેરાશ આણ્વિક દળ, ગ્રામ પ્રતિ મોલ (g/mol)માં. બેઝ જોડી બે જોડાયેલા ન્યુક્લિયોટાઇડથી બને છે, DNAની દરેક સેરમાંથી એક.
• 10⁹ — નેનોગ્રામને ગ્રામમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

સૂત્ર પહેલાં નમૂનાના દ્રવ્યમાનને DNA અણુઓના મોલમાં રૂપાંતરિત કરે છે, પછી નમૂનામાં રહેલા DNA અણુઓની કુલ સંખ્યા મેળવવા માટે એવોગેડ્રો સંખ્યાથી ગુણાકાર કરે છે, અને અંતે દરેક અણુમાં લક્ષ્ય અનુક્રમ જેટલી વાર આવે છે તે સંખ્યાથી ગુણાકાર કરે છે.

સાધન માત્ર A, T, C અને G અક્ષરો સ્વીકારે છે. ખાલી જગ્યાઓ અને પંક્તિ તૂટણીઓ અવગણવામાં આવે છે, અને નાના અક્ષરો તથા મોટા અક્ષરોને સમાન ગણવામાં આવે છે.

DNA કૉપી સંખ્યાની ગણતરી કેવી રીતે કરવી: ઉદાહરણ

12-બેઝ-જોડી ધરાવતો DNA અનુક્રમ ATCGATCGATCG લો, જેમાં લક્ષ્ય અનુક્રમ ATCG, સાંદ્રતા 10 ng/μL અને આયતન 20 μL છે.

પગલું 1: આવર્તનો ગણો. ATCG, ATCGATCGATCG માં 3 વાર આવે છે (સ્થાનો 1, 5 અને 9 પર).

પગલું 2: DNAનું કુલ દ્રવ્યમાન શોધો. સાંદ્રતા × આયતન = 10 × 20 = 200 ng.

પગલું 3: મોલમાં રૂપાંતરિત કરો. 200 ng = 2 × 10⁻⁷ g. (12 બેઝ જોડી × 660 g/mol) = 7,920 g/mol વડે ભાગાકાર કરો. પરિણામે 2.53 × 10⁻¹¹ mol મળે છે.

પગલું 4: અણુઓની સંખ્યામાં રૂપાંતરિત કરો. એવોગેડ્રો સંખ્યાથી ગુણાકાર કરો: 2.53 × 10⁻¹¹ mol × 6.022 × 10²³ અણુઓ/mol ≈ 1.52 × 10¹³ DNA અણુઓ.

પગલું 5: આવર્તનો વડે ગુણાકાર કરો. 3 × 1.52 × 10¹³ ≈ 4.56 × 10¹³, અથવા આશરે 4,56,21,21,21,21,212 નકલો.

આ સંખ્યા ઘણી મોટી લાગે છે, કારણ કે 20 μLના નમૂનામાં 10 ng/μL હોવા છતાં લાખો કરોડો ટૂંકા DNA અણુઓ હોય છે. વાસ્તવિક નમૂનાઓમાં સામાન્ય રીતે ઘણા લાંબા અનુક્રમો વપરાય છે, જે સમાન દ્રવ્યમાન માટે અણુઓની સંખ્યા ઘટાડે છે.

DNA કૉપી સંખ્યાનું વિશ્લેષણ ક્યાં વપરાય છે

કેન્સર નિદાન. પેથોલોજી પ્રયોગશાળાઓ સ્તનની ગાંઠના પેશીમાં HER2 કૉપી સંખ્યા તપાસે છે. સામાન્ય કોષમાં બે નકલો હોય છે. પ્રવર્ધિત ગાંઠમાં છ કે તેથી વધુ નકલો હોઈ શકે છે, જે ટ્રાસ્ટુઝુમૅબ જેવી લક્ષિત દવાઓ માટેની યોગ્યતા પર અસર કરે છે.

આનુવંશિક રોગોની તપાસ. ડીજ્યોર્જ સિન્ડ્રોમ જેવી સ્થિતિઓમાં રંગસૂત્રના એક ખંડનું વિલોપન સામેલ હોય છે. ડાઉન સિન્ડ્રોમમાં રંગસૂત્ર 21ની વધારાની નકલ હોય છે (ટ્રાઇસોમી 21). નકલો ગણવાથી આ નિદાનની પુષ્ટિ કરવામાં મદદ મળે છે.

ટ્રાન્સજિન અને પ્લાઝમિડનું પરિમાણન. સંશોધકો તપાસે છે કે દાખલ કરાયેલા જિનની કેટલી નકલો વનસ્પતિ, પ્રાણી અથવા બેક્ટેરિયલ કોષમાં દાખલ થઈ છે. સામાન્ય રીતે એક નકલ પસંદ કરવામાં આવે છે, કારણ કે બહુવિધ નકલો કોષને જિનને નિષ્ક્રિય કરવા પ્રેરે છે.

રોગકારક અને વાઇરલ લોડનું નિરીક્ષણ. કૉપી સંખ્યાના અંદાજથી નમૂનામાં રહેલા વાઇરલ અથવા બેક્ટેરિયલ DNAનું પ્રમાણ માપવામાં આવે છે, જે ચેપના નિરીક્ષણ અને પર્યાવરણીય પરીક્ષણમાં વપરાય છે.

કૉપી સંખ્યા માપવાની અન્ય પદ્ધતિઓ

આ કેલ્ક્યુલેટર અનુક્રમ અને સાંદ્રતાના આંકડામાંથી ઝડપી અંદાજ આપે છે. વધુ ચોકસાઈની જરૂર હોય તેવી પ્રયોગશાળાઓ સામાન્ય રીતે નીચેનીમાંથી કોઈ એક પદ્ધતિ વાપરે છે:

• માત્રાત્મક PCR (qPCR): DNAનું પ્રવર્ધન અને વાસ્તવિક સમયમાં માપન કરે છે; સારી પ્રમાણભૂત વક્રરેખા સાથે આશરે 15–20% સુધી ચોકસાઈ ધરાવે છે.
• ડિજિટલ PCR (dPCR): પ્રમાણભૂત વક્રરેખાની જરૂર વિના સીધી ગણતરી માટે નમૂનાને હજારો નાની અભિક્રિયાઓમાં વહેંચે છે.
• ફ્લોરેસન્સ ઇન સિટુ હાઇબ્રિડાઇઝેશન (FISH): કોષો અથવા રંગસૂત્રો પર સીધી રીતે સૂક્ષ્મદર્શક હેઠળ અનુક્રમોની દૃશ્ય ગણતરી કરે છે; કેન્સર નિદાનની ઘણી પ્રયોગશાળાઓમાં આ પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે.
• નેક્સ્ટ-જનરેશન સિક્વેન્સિંગ (NGS): સમગ્ર નમૂનાનું અનુક્રમણ કરે છે અને એકસાથે સમગ્ર જિનોમમાં કૉપી સંખ્યાનો પ્રોફાઇલ તૈયાર કરે છે.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

DNA કૉપી સંખ્યા શું છે? તે જિનોમ અથવા નમૂનામાં આપેલ DNA અનુક્રમ કેટલી વાર આવે છે તેની સંખ્યા છે. મોટા ભાગના માનવ જિન બે વાર આવે છે, દરેક માતા-પિતા પાસેથી એક વાર. વધારાની અથવા ગુમ થયેલી નકલો આરોગ્ય અને રોગના જોખમને અસર કરી શકે છે.

આ કેલ્ક્યુલેટર કેટલું ચોક્કસ છે? તે આપેલા ઇનપુટ્સ પર આધારિત સૈદ્ધાંતિક અંદાજ આપે છે, પ્રયોગશાળામાં કરેલું માપન નહીં. ચોકસાઈ સાંદ્રતા કેટલી ચોકસાઈથી માપવામાં આવી અને લક્ષ્ય અનુક્રમ કેટલો વિશિષ્ટ છે તેના પર આધાર રાખે છે. પ્રકાશિત પરિણામો માટે ડિજિટલ PCR જેવી પદ્ધતિઓ વધુ ચોક્કસ છે.

શું આ કેલ્ક્યુલેટર RNA માટે વાપરી શકાય? ના. RNAમાં થાયમિનના બદલે યુરેસિલ અને અલગ પ્રકારની ખાંડ હોય છે, તેથી તેનું આણ્વિક દળ DNA કરતાં અલગ હોય છે. RNAનું સરેરાશ આણ્વિક દળ પ્રતિ ન્યુક્લિયોટાઇડ આશરે 330 g/mol છે, જ્યારે DNAની પ્રતિ બેઝ જોડી આશરે 660 g/mol છે. RNAના આંકડા પર DNAનું સૂત્ર વાપરવાથી ખોટો જવાબ મળશે.

ઓવરલેપ થતો અનુક્રમ એકથી વધુ વાર કેમ ગણાય છે? લક્ષ્ય અનુક્રમ જ્યાં જ્યાં મેળ ખાય છે તે દરેક સ્થાનને કેલ્ક્યુલેટર ગણે છે, ભલે મેળ ખાતા અક્ષરો એકબીજા સાથે વહેંચાતા હોય. ATATATમાં અનુક્રમ ATA બે વાર મળે છે, સ્થાન 1 અને સ્થાન 3 પર, કારણ કે દરેક શરૂઆતના સ્થાનને સ્વતંત્ર રીતે તપાસવામાં આવે છે.

DNAની કઈ સાંદ્રતા શ્રેણી શ્રેષ્ઠ કાર્ય કરે છે? માનક પ્રયોગશાળા સાધનો પર 10–100 ng/μLની સાંદ્રતા સૌથી વિશ્વસનીય વાંચન આપે છે. 10 ng/μLથી નીચે માપન ભૂલ વધે છે, તેથી માનક સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર કરતાં ફ્લોરોમીટર જેવી વધુ સંવેદનશીલ પદ્ધતિની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

શું આ કેલ્ક્યુલેટર પ્લાઝમિડ કૉપી સંખ્યાનો અંદાજ આપી શકે છે? હા. સંપૂર્ણ પ્લાઝમિડ અનુક્રમને DNA અનુક્રમ તરીકે અને દાખલ કરાયેલા જિનના વિશિષ્ટ પ્રદેશને લક્ષ્ય અનુક્રમ તરીકે દાખલ કરો, સાથે માપેલી પ્લાઝમિડ સાંદ્રતા અને નમૂનાનું આયતન પણ આપો.