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GC-Gehalt

  • J. ArnemannEmail author
Chapter
Part of the Springer Reference Medizin book series (SRM)

Synonym(e)

 G-C-Nukleotidanteil

Englischer Begriff

GC content

Definition

Der GC-Gehalt beschreibt den Gehalt an Guanin- und Cytosin-Molekülen in einer Nukleinsäure und ist eine Kenngröße zur Charakterisierung einer doppelsträngigen bzw. einer einzelsträngigen DNA oder RNA oder eines Oligonukleotids hinsichtlich der Bindungsfähigkeit und des Energiegehalts.

Beschreibung

Innerhalb eines DNA-Doppelstrangs wird die G-C- bzw. C-G-Paarung durch 3 Wasserstoffbrückenbindungen stabil und energiereich ausgebildet, im Gegensatz zu Adenin und Thymin, bei denen die A-T- bzw. T-A-Paarungen nur durch 2 Wasserstoffbrückenbindungen ausgebildet werden. Der GC-Gehalt einer Nukleinsäure wird als prozentualer Anteil an der Gesamtmenge der Nukleotide kalkuliert:
$$ \mathrm{GC}\ \left[\%\right]=\frac{\mathrm{G}+\mathrm{C}}{\mathrm{G}+\mathrm{C}+\mathrm{A}+\mathrm{T}} $$

Ein hoher GC-Gehalt deutet auf hohe Stabilität hin, und die daraus folgende Basenpaarung G-C bzw. C-G kann nur unter erhöhtem Energie-Verbrauch gelöst werden und spielt eine gewisse Bedeutung bei der Replikation. Auch die Promotorbereiche sind GC-reich und weisen auf eine stabile Bindung mit Transkriptionsfaktoren hin.

Für die Planung von PCR-Assays ist der GC-Gehalt der Primer ebenfalls von Relevanz für die Kalkulation der Annealingtemperatur. Nach der Wallace-Regel gilt als Faustregel für kurze Oligonukleotide, dass Guanin und Cytosin für jeweils 4 °C, Adenin, Thymin und Uracil für jeweils 2 °C stehen und sich so die Schmelztemperatur (TM) bzw. die für die PCR-Reaktion optimale Annealing- oder Hybridisierungstemperatur (TH; TH = TM – 5 °C) berechnen lässt. Je größer der Anteil an G/C-Nukleotiden ist, desto höher ist die Schmelz- bzw. Annealingtemperatur.

Literatur

  1. Strachan T, Read AP (2005) Molekulare Humangenetik. Elsevier GmbH, MünchenGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Abteilung MolekulargenetikLabor Dr. WisplinghoffKölnDeutschland

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