Bereken DNA kopie aantallen door sequentiegegevens, doelsequentie, concentratie en volume in te voeren. Eenvoudige, nauwkeurige schatting van genomische replicatie zonder complexe configuraties of API-integraties.
Voer de volledige DNA-sequentie in die u wilt analyseren
Voer de specifieke DNA-sequentie in waarvan u het aantal wilt tellen
Geschatte Aantal Kopieën
0
Het aantal kopieën wordt berekend op basis van het aantal voorkomens van de doelsequentie, de DNA-concentratie, het monstervolume en de moleculaire eigenschappen van DNA.
Voer geldige DNA-sequenties en parameters in om visualisatie te zien
De Genomische DNA Kopienummer Calculator is een krachtig hulpmiddel dat is ontworpen om het aantal kopieën van een specifieke DNA-sequentie in een genomisch monster te schatten. DNA kopienummeranalyse is een fundamentele techniek in de moleculaire biologie, genetica en klinische diagnostiek die onderzoekers en clinici helpt de overvloed van bepaalde DNA-sequenties te kwantificeren. Deze berekening is essentieel voor verschillende toepassingen, waaronder genexpressiestudies, pathogendetectie, transgeenkwantificatie en het diagnosticeren van genetische aandoeningen die worden gekarakteriseerd door variaties in kopienummer (CNV's).
Onze Genomische Replicatie Schatter biedt een eenvoudige manier om DNA-kopienummers te berekenen zonder complexe configuraties of API-integraties. Door uw DNA-sequentiegegevens en doel-sequentie in te voeren, samen met concentratieparameters, kunt u snel het kopienummer van specifieke DNA-sequenties in uw monster bepalen. Deze informatie is cruciaal voor het begrijpen van genetische variaties, ziekte-mechanismen en het optimaliseren van experimentele protocollen in moleculaire biologieonderzoek.
DNA kopienummer verwijst naar het aantal keren dat een specifieke DNA-sequentie voorkomt in een genoom of monster. In een normaal menselijk genoom bestaan de meeste genen uit twee kopieën (één van elke ouder). Echter, verschillende biologische processen en genetische aandoeningen kunnen leiden tot afwijkingen van deze standaard:
Het nauwkeurig berekenen van DNA kopienummers helpt wetenschappers deze variaties en hun implicaties voor gezondheid en ziekte te begrijpen.
Het kopienummer van een specifieke DNA-sequentie kan worden berekend met behulp van de volgende formule:
Waarbij:
Deze formule houdt rekening met de moleculaire eigenschappen van DNA en biedt een schatting van het absolute kopienummer in uw monster.
Voorvallen: Dit wordt bepaald door te tellen hoe vaak de doel-sequentie voorkomt binnen de volledige DNA-sequentie. Bijvoorbeeld, als uw doel-sequentie "ATCG" is en deze 5 keer voorkomt in uw DNA-monster, zou de waarde voor voorvallen 5 zijn.
DNA Concentratie: Gewoonlijk gemeten in ng/μL (nanogram per microliter), vertegenwoordigt dit de hoeveelheid DNA die aanwezig is in uw oplossing. Deze waarde wordt meestal bepaald met behulp van spectrofotometrische methoden zoals NanoDrop of fluorometrische assays zoals Qubit.
Monster Volume: Het totale volume van uw DNA-monster in microliters (μL).
Avogadro's Getal: Dit fundamentele constante (6.022 × 10²³) vertegenwoordigt het aantal moleculen in één mol van een stof.
DNA Lengte: De totale lengte van uw DNA-sequentie in baseparen.
Gemiddeld Base Paar Gewicht: Het gemiddelde moleculaire gewicht van een DNA-basepaar is ongeveer 660 g/mol. Deze waarde houdt rekening met het gemiddelde gewicht van de nucleotiden en de fosfodiësterbindingen in DNA.
Onze Genomische Replicatie Schatter biedt een gebruiksvriendelijke interface om DNA-kopienummers snel en nauwkeurig te berekenen. Volg deze stappen om nauwkeurige resultaten te krijgen:
Voer in het eerste invoerveld de volledige DNA-sequentie in die u wilt analyseren. Dit moet de volledige sequentie zijn waarin u de voorvallen van uw doel-sequentie wilt tellen.
Belangrijke opmerkingen:
Voorbeeld van een geldige DNA-sequentie:
1ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAG
2Voer in het tweede invoerveld de specifieke DNA-sequentie in die u wilt tellen. Dit is de doel-sequentie waarvan u het kopienummer wilt bepalen.
Vereisten:
Voorbeeld van een geldige doel-sequentie:
1ATCG
2Voer de concentratie van uw DNA-monster in ng/μL (nanogram per microliter) en het volume in μL (microliters) in.
Typische waarden:
Nadat u alle vereiste informatie heeft ingevoerd, berekent de calculator automatisch het kopienummer van uw doel-sequentie. Het resultaat vertegenwoordigt het geschatte aantal kopieën van uw doel-sequentie in het gehele monster.
De resultatensectie bevat ook:
De Genomische Replicatie Schatter bevat verschillende validatiecontroles om nauwkeurige resultaten te waarborgen:
DNA Sequentie Validatie: Zorgt ervoor dat de invoer alleen geldige DNA-bases (A, T, C, G) bevat.
Doel-sequentie Validatie: Controleert of de doel-sequentie alleen geldige DNA-bases bevat en niet langer is dan de hoofd DNA-sequentie.
Concentratie en Volume Validatie: Verifieert of deze waarden positieve getallen zijn.
DNA kopienummeranalyse heeft talloze toepassingen in verschillende gebieden van biologie en geneeskunde:
Genexpressiestudies: Het kwantificeren van het aantal kopieën van een gen kan helpen om het expressieniveau en de functie te begrijpen.
Analyse van Transgene Organismen: Bepalen van het kopienummer van ingevoegde genen in genetisch gemodificeerde organismen om de integratie-efficiëntie te beoordelen.
Microbiële Kwantificatie: Meten van de overvloed van specifieke microbiale sequenties in milieu- of klinische monsters.
Viraal Lading Testen: Kwantificeren van virale genoom in patiëntmonsters om de voortgang van infectie en de effectiviteit van de behandeling te volgen.
Kankerdiagnostiek: Identificeren van amplificaties of deleties van oncogenen en tumorsuppressorgenen.
Diagnose van Genetische Aandoeningen: Detecteren van kopienummer variaties die geassocieerd zijn met genetische aandoeningen zoals Duchenne spierdystrofie of Charcot-Marie-Tooth ziekte.
Farmacogenomica: Begrijpen hoe het kopienummer van genen de medicijnmetabolisme en -respons beïnvloedt.
Prenatale Testen: Identificeren van chromosomale afwijkingen zoals trisomieën of microdeleties.
Een onderzoeksteam dat borstkanker bestudeert, kan de Genomische Replicatie Schatter gebruiken om het kopienummer van het HER2-gen in tumormonsters te bepalen. HER2-amplificatie (verhoogd kopienummer) is geassocieerd met agressieve borstkanker en beïnvloedt behandelingsbeslissingen. Door het exacte kopienummer te berekenen, kunnen onderzoekers:
Hoewel onze calculator een eenvoudige methode biedt voor het schatten van DNA-kopienummers, worden ook andere technieken gebruikt in onderzoek en klinische instellingen:
Kwantitatieve PCR (qPCR): Meet DNA-amplificatie in real-time om het initiële kopienummer te bepalen.
Digitale PCR (dPCR): Verdeelt het monster in duizenden individuele reacties om absolute kwantificatie zonder standaardcurven te bieden.
Fluorescentie In Situ Hybridisatie (FISH): Visualiseert en telt specifieke DNA-sequenties direct in cellen of chromosomen.
Vergelijkende Genomische Hybridisatie (CGH): Vergelijkt het kopienummer van DNA-sequenties tussen een test- en referentiemonster.
Next-Generation Sequencing (NGS): Biedt genoom-brede kopienummerprofilering met hoge resolutie.
Elke methode heeft zijn voordelen en beperkingen op het gebied van nauwkeurigheid, kosten, doorvoer en resolutie. Onze calculator biedt een snelle en toegankelijke benadering voor initiële schattingen of wanneer gespecialiseerde apparatuur niet beschikbaar is.
Het concept van DNA kopienummer en het belang ervan in de genetica is in de loop der jaren aanzienlijk geëvolueerd:
De basis voor DNA kopienummeranalyse werd gelegd met de ontdekking van de DNA-structuur door Watson en Crick in 1953. Echter, de mogelijkheid om variaties in kopienummer te detecteren bleef beperkt tot de ontwikkeling van moleculaire biologie technieken in de jaren '70.
In de jaren '80 zagen we de ontwikkeling van Southern blotting en in situ hybridisatie technieken die wetenschappers in staat stelden om grootschalige kopienummerveranderingen te detecteren. Deze methoden boden de eerste blikken op hoe kopienummer variaties genexpressie en fenotype konden beïnvloeden.
De uitvinding en verfijning van de Polymerase Chain Reaction (PCR) door Kary Mullis revolutioneerde DNA-analyse. De ontwikkeling van kwantitatieve PCR (qPCR) in de jaren '90 maakte nauwkeurigere meting van DNA-kopienummers mogelijk en werd de gouden standaard voor veel toepassingen.
De voltooiing van het Humane Genoomproject in 2003 en de opkomst van microarray- en next-generation sequencing-technologieën hebben onze mogelijkheid om kopienummer variaties in het gehele genoom te detecteren en te analyseren dramatisch uitgebreid. Deze technologieën hebben onthuld dat kopienummer variaties veel gebruikelijker en significanter zijn dan eerder gedacht, en bijdragen aan zowel normale genetische diversiteit als ziekte.
Vandaag de dag hebben computationele methoden en bioinformatica-tools onze mogelijkheid om DNA-kopienummers nauwkeurig te berekenen en te interpreteren verder verbeterd, waardoor deze analyse toegankelijk is voor onderzoekers en clinici wereldwijd.
Hier zijn implementaties van de DNA kopienummerberekening in verschillende programmeertalen:
1def calculate_dna_copy_number(dna_sequence, target_sequence, concentration, volume):
2 """
3 Bereken het kopienummer van een doel DNA-sequentie.
4
5 Parameters:
6 dna_sequence (str): De complete DNA-sequentie
7 target_sequence (str): De doel-sequentie om te tellen
8 concentration (float): DNA-concentratie in ng/μL
9 volume (float): Monstervolume in μL
10
11 Returns:
12 int: Geschat kopienummer
13 """
14 # Schoonmaken en valideren van sequenties
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-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten")
20
21 if not all(base in "ATCG" for base in target_sequence):
22 raise ValueError("Doel-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten")
23
24 if len(target_sequence) > len(dna_sequence):
25 raise ValueError("Doel-sequentie kan niet langer zijn dan DNA-sequentie")
26
27 if concentration <= 0 or volume <= 0:
28 raise ValueError("Concentratie en volume moeten groter zijn dan 0")
29
30 # Tel voorvallen van doel-sequentie
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 # Constanten
41 avogadro = 6.022e23 # moleculen/mol
42 avg_base_pair_weight = 660 # g/mol
43
44 # Bereken kopienummer
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# Voorbeeld gebruik
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"Geschat kopienummer: {result:,}")
62except ValueError as e:
63 print(f"Fout: {e}")
641function calculateDnaCopyNumber(dnaSequence, targetSequence, concentration, volume) {
2 // Schoonmaken en valideren van sequenties
3 dnaSequence = dnaSequence.toUpperCase().replace(/\s+/g, '');
4 targetSequence = targetSequence.toUpperCase().replace(/\s+/g, '');
5
6 // Valideer DNA-sequentie
7 if (!/^[ATCG]+$/.test(dnaSequence)) {
8 throw new Error("DNA-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten");
9 }
10
11 // Valideer doel-sequentie
12 if (!/^[ATCG]+$/.test(targetSequence)) {
13 throw new Error("Doel-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten");
14 }
15
16 if (targetSequence.length > dnaSequence.length) {
17 throw new Error("Doel-sequentie kan niet langer zijn dan DNA-sequentie");
18 }
19
20 if (concentration <= 0 || volume <= 0) {
21 throw new Error("Concentratie en volume moeten groter zijn dan 0");
22 }
23
24 // Tel voorvallen van doel-sequentie
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 // Constanten
36 const avogadro = 6.022e23; // moleculen/mol
37 const avgBasePairWeight = 660; // g/mol
38
39 // Bereken kopienummer
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// Voorbeeld gebruik
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(`Geschat kopienummer: ${result.toLocaleString()}`);
58} catch (error) {
59 console.error(`Fout: ${error.message}`);
60}
611calculate_dna_copy_number <- function(dna_sequence, target_sequence, concentration, volume) {
2 # Schoonmaken en valideren van sequenties
3 dna_sequence <- gsub("\\s+", "", toupper(dna_sequence))
4 target_sequence <- gsub("\\s+", "", toupper(target_sequence))
5
6 # Valideer DNA-sequentie
7 if (!grepl("^[ATCG]+$", dna_sequence)) {
8 stop("DNA-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten")
9 }
10
11 # Valideer doel-sequentie
12 if (!grepl("^[ATCG]+$", target_sequence)) {
13 stop("Doel-sequentie moet alleen A, T, C, G-tekens bevatten")
14 }
15
16 if (nchar(target_sequence) > nchar(dna_sequence)) {
17 stop("Doel-sequentie kan niet langer zijn dan DNA-sequentie")
18 }
19
20 if (concentration <= 0 || volume <= 0) {
21 stop("Concentratie en volume moeten groter zijn dan 0")
22 }
23
24 # Tel voorvallen van doel-sequentie
25 count <- 0
26 pos <- 1
27
28 while (TRUE) {
29 pos <- regexpr(target_sequence, substr(dna_sequence, pos, nchar(dna_sequence)))
30 if (pos == -1) break
31 count <- count + 1
32 pos <- pos + 1
33 }
34
35 # Constanten
36 avogadro <- 6.022e23 # moleculen/mol
37 avg_base_pair_weight <- 660 # g/mol
38
39 # Bereken kopienummer
40 total_dna_ng <- concentration * volume
41 total_dna_g <- total_dna_ng / 1e9
42 moles_dna <- total_dna_g / (nchar(dna_sequence) * avg_base_pair_weight)
43 total_copies <- moles_dna * avogadro
44 copy_number <- count * total_copies
45
46 return(round(copy_number))
47}
48
49# Voorbeeld gebruik
50tryCatch({
51 dna_seq <- "ATCGATCGATCGTAGCTAGCTAGCTAG"
52 target_seq <- "ATCG"
53 conc <- 10 # ng/μL
54 vol <- 20 # μL
55
56 result <- calculate_dna_copy_number(dna_seq, target_seq, conc, vol)
57 cat(sprintf("Geschat kopienummer: %s\n", format(result, big.mark=",")))
58}, error = function(e) {
59 cat(sprintf("Fout: %s\n", e$message))
60})
61DNA kopienummer verwijst naar het aantal keren dat een specifieke DNA-sequentie voorkomt in een genoom of monster. Bij mensen bestaan de meeste genen uit twee kopieën (één van elke ouder), maar dit aantal kan variëren door genetische variaties, mutaties of ziekteprocessen. Het berekenen van het kopienummer is belangrijk voor het begrijpen van genetische aandoeningen, kankerontwikkeling en normale genetische variatie.
De Genomische Replicatie Schatter biedt een theoretische berekening op basis van moleculaire principes en de invoerparameters die u verstrekt. De nauwkeurigheid hangt af van verschillende factoren:
Voor onderzoek dat extreem precieze kwantificatie vereist, kunnen technieken zoals digitale PCR een hogere nauwkeurigheid bieden, maar onze calculator biedt een goede schatting voor veel toepassingen.
Nee, deze calculator is specifiek ontworpen voor DNA-sequenties en gebruikt DNA-specifieke moleculaire gewichten in zijn berekeningen. RNA heeft verschillende moleculaire eigenschappen (bevat uracil in plaats van thymine en heeft een ander moleculair gewicht). Voor RNA-kwantificatie moeten gespecialiseerde RNA-kopienummer calculators worden gebruikt.
De calculator werkt met elke positieve DNA-concentratie waarde. Echter, voor de meeste biologische monsters liggen DNA-concentraties doorgaans tussen de 1 en 100 ng/μL. Zeer lage concentraties (onder 1 ng/μL) kunnen meer onzekerheid in de berekening introduceren vanwege meetbeperkingen.
De calculator telt elke voorkoming van de doel-sequentie, zelfs als ze overlappen. Bijvoorbeeld, in de sequentie "ATATAT", zou de doel-sequentie "ATA" twee keer worden geteld (posities 1-3 en 3-5). Deze aanpak is consistent met hoe veel moleculaire biologie technieken sequenties detecteren.
Hoewel dit hulpmiddel DNA-kopienummers berekent, wordt genexpressie doorgaans gemeten op RNA-niveau. Voor genexpressie-analyse zijn technieken zoals RT-qPCR, RNA-seq of microarrays geschikter. Echter, het kopienummer van DNA kan de genexpressie beïnvloeden, dus deze analyses zijn vaak complementair.
Deze calculator accepteert alleen standaard DNA-bases (A, T, C, G). Als uw sequentie ambiguïteitsbasen bevat, moet u ze ofwel vervangen door specifieke basen op basis van uw beste kennis, of die secties verwijderen voordat u de calculator gebruikt.
De calculator kan zeer grote kopienummers aan en zal ze in een leesbaar formaat weergeven. Voor extreem grote waarden kan wetenschappelijke notatie worden gebruikt. De onderliggende berekening behoudt volledige precisie, ongeacht de grootte van het resultaat.
Hoewel dit hulpmiddel DNA-kopienummers berekent, wordt genexpressie doorgaans gemeten op RNA-niveau. Voor genexpressie-analyse zijn technieken zoals RT-qPCR, RNA-seq of microarrays geschikter. Echter, het kopienummer van DNA kan de genexpressie beïnvloeden, dus deze analyses zijn vaak complementair.
DNA-concentratie heeft een directe lineaire relatie met het berekende kopienummer. Het verdubbelen van de concentratie zal het geschatte kopienummer verdubbelen, op voorwaarde dat alle andere parameters constant blijven. Dit benadrukt het belang van nauwkeurige concentratiemeting voor betrouwbare resultaten.
Bustin, S. A., Benes, V., Garson, J. A., Hellemans, J., Huggett, J., Kubista, M., ... & Wittwer, C. T. (2009). De MIQE-richtlijnen: minimale informatie voor publicatie van kwantitatieve real-time PCR-experimenten. Clinical chemistry, 55(4), 611-622.
D'haene, B., Vandesompele, J., & Hellemans, J. (2010). Nauwkeurige en objectieve kopienummerprofilering met behulp van real-time kwantitatieve PCR. Methods, 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). High-throughput droplet digitale PCR-systeem voor absolute kwantificatie van DNA-kopienummer. Analytical chemistry, 83(22), 8604-8610.
Zhao, M., Wang, Q., Wang, Q., Jia, P., & Zhao, Z. (2013). Computationele hulpmiddelen voor het detecteren van kopienummervariaties (CNV) met behulp van gegevens van next-generation sequencing: kenmerken en perspectieven. 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). Wereldwijde variatie in kopienummer in het menselijk genoom. Nature, 444(7118), 444-454.
Zarrei, M., MacDonald, J. R., Merico, D., & Scherer, S. W. (2015). Een kopienummervariatiekaart van het menselijk genoom. Nature reviews genetics, 16(3), 172-183.
Stranger, B. E., Forrest, M. S., Dunning, M., Ingle, C. E., Beazley, C., Thorne, N., ... & Dermitzakis, E. T. (2007). Relatieve impact van nucleotide- en kopienummervariatie op genexpressie-fenotypes. Science, 315(5813), 848-853.
Alkan, C., Coe, B. P., & Eichler, E. E. (2011). Ontdekking en genotypering van genomische structurele variaties. Nature reviews genetics, 12(5), 363-376.
De Genomische DNA Kopienummer Calculator biedt een krachtige maar toegankelijke manier om het aantal kopieën van specifieke DNA-sequenties in uw monsters te schatten. Door moleculaire principes te combineren met een gebruiksvriendelijk ontwerp, helpt dit hulpmiddel onderzoekers, studenten en professionals snel waardevolle kwantitatieve gegevens te verkrijgen zonder gespecialiseerde apparatuur of complexe protocollen.
Het begrijpen van DNA kopienummer is essentieel voor tal van toepassingen in genetica, moleculaire biologie en geneeskunde. Of u nu genamplificatie in kanker bestudeert, transgeenintegratie kwantificeert of kopienummervariaties in genetische aandoeningen onderzoekt, onze calculator biedt een eenvoudige benadering om de informatie te krijgen die u nodig heeft.
We moedigen u aan om de Genomische Replicatie Schatter uit te proberen met uw eigen DNA-sequenties en te verkennen hoe veranderingen in concentratie, volume en doel-sequenties de berekende kopienummers beïnvloeden. Deze praktische ervaring zal uw begrip van moleculaire kwantificatieprincipes verdiepen en u helpen deze concepten toe te passen op uw specifieke onderzoeksvragen.
Voor vragen of feedback over de calculator verwijzen wij u naar de FAQ-sectie of kunt u contact opnemen met ons ondersteuningsteam.
Ontdek meer tools die handig kunnen zijn voor uw workflow