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Calculadora de contenido GC: porcentaje de GC, conteo de bases, Tm del primer y gráfica de GC

Pega una secuencia de ADN o ARN (texto simple o FASTA) y obtén su contenido GC y AT, el conteo de bases, el sesgo GC, tres estimaciones de la temperatura de fusión (Wallace, básica y ajustada por sal), el peso molecular, una revisión del primer y una gráfica de GC por ventanas.

Secuencia de ADN

Concentración de Na⁺ para la Tm ajustada por sal

Tamaño de ventana de la gráfica de GC

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Cómo funciona

Contenido GC (%) = (G + C) ÷ N × 100, donde N = A + C + G + T (o U) · Sesgo GC = (G − C) ÷ (G + C) · Tm de Wallace = 4 × (G + C) + 2 × (A + T) °C · Tm básica (14 bases o más) = 64.9 + 41 × (G + C − 16.4) ÷ N · Tm ajustada por sal = 81.5 + 0.41 × %GC − 675 ÷ N + 16.6 × log₁₀[Na⁺ en mol/L] · Peso molecular (ADN 5′-OH) = 313.21·A + 304.2·T + 289.18·C + 329.21·G − 61.96 g/mol

El contenido GC es la proporción de bases de una secuencia de ADN o ARN que son guanina (G) o citosina (C). La calculadora solo cuenta bases definidas: se omiten las líneas de encabezado FASTA, los espacios, los números y los códigos de ambigüedad como N, así que el porcentaje se basa en bases conocidas. Un par G–C forma tres puentes de hidrógeno y se apila con más fuerza que un par A–T, por eso el ADN rico en GC se desnaturaliza a mayor temperatura. Entre genomas, el contenido GC va de menos de 20% a más de 70%, y en primers de PCR lo habitual es buscar entre 40 y 60%. Para ADN se muestran tres estimaciones de la temperatura de fusión (Tm). La regla de Wallace (4 °C por cada G o C y 2 °C por cada A o T) es una regla rápida para oligos cortos; sobrestima por encima de unas 20 bases y no se muestra con más de 30. Desde 14 bases, la fórmula básica que usan OligoCalc y UGENE, 64.9 + 41 × (G + C − 16.4) ÷ N, supone unos 50 nM de primer y 50 mM de Na⁺. La fórmula ajustada por sal de Marmur, Schildkraut y Lifson suma 16.6 × log₁₀ de la concentración de sodio, así que puedes cambiar la sal. Ninguna de las tres considera el orden de las bases; los métodos de vecinos más cercanos son más exactos para diseñar primers. La revisión del primer aplica reglas de diseño comunes: de 18 a 22 bases, 40 a 60% de GC, una Tm de 52 a 58 °C y una abrazadera GC de 1 a 3 bases G o C entre las últimas cinco del extremo 3′. Con secuencias de 40 bases o más, una gráfica por ventanas muestra dónde sube y baja el GC, lo que ayuda a detectar regiones ricas en GC difíciles de amplificar. El peso molecular usa la fórmula anhidra de OligoCalc para un oligo sintético de cadena sencilla con 5′-OH; suma 79.0 g/mol si tiene fosfato en 5′.

Ejemplo resuelto

Luis pega el primer ATGCGCGTATATCGGCTAAGGCC, de 23 bases: A = 5, C = 6, G = 7 y T = 5. G + C = 13, así que el contenido GC es 13 ÷ 23 × 100 = 56.5% y el AT, 43.5%. El sesgo GC es (7 − 6) ÷ 13 = 0.077. La regla de Wallace da 4 × 13 + 2 × 10 = 72 °C, la fórmula básica da 64.9 + 41 × (13 − 16.4) ÷ 23 = 58.8 °C y la ajustada por sal con 50 mM de Na⁺ da 81.5 + 0.41 × 56.52 − 675 ÷ 23 + 16.6 × log₁₀(0.05) = 53.7 °C. Su peso molecular es 5 × 313.21 + 5 × 304.2 + 6 × 289.18 + 7 × 329.21 − 61.96 = 7,064.64 g/mol. Como primer cumple con el 40 a 60% de GC, pero sus últimas cinco bases (AGGCC) tienen 4 G o C, una más de las 3 recomendadas; su Tm básica de 58.8 °C queda apenas arriba del rango de 52 a 58 °C, y con 23 bases mide una más que el rango de 18 a 22.

Fuentes: TmCalculator (R) Tm_GC documentation: GC-based Tm formulas, incl. Marmur–Schildkraut–Lifson salt correction · Wikipedia: GC-content (genome GC values) · OligoCalc (Kibbe 2007): basic Tm and anhydrous molecular weight formulas · UGENE documentation: melting temperature (64.9 + 41 × (G + C − 16.4) ÷ N) · PREMIER Biosoft: PCR primer design guidelines (length, GC, Tm, GC clamp)

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula el porcentaje de GC a mano?

Cuenta las G y las C, súmalas, divide entre el total de bases y multiplica por 100. Una secuencia de 20 bases con 9 G o C tiene 9 ÷ 20 × 100 = 45% de GC. Los códigos de ambigüedad como N no entran ni en el conteo ni en el total.

¿Cuál es un buen contenido GC para un primer de PCR?

La mayoría de las guías recomiendan entre 40 y 60% de GC, una longitud de 18 a 22 bases y una temperatura de fusión de unos 52 a 58 °C. Los dos primers de un par deben tener Tm con no más de unos 5 °C de diferencia.

¿Qué es la abrazadera GC (GC clamp)?

Son una o más bases G o C en el extremo 3′ del primer, que ayudan a que ese extremo se una con firmeza para que la polimerasa lo extienda. Se sugiere no poner más de 3 G o C entre las últimas cinco bases, porque un extremo 3′ muy rico en GC aumenta el riesgo de uniones inespecíficas.

¿Por qué las calculadoras de Tm dan resultados distintos?

Porque usan fórmulas y supuestos diferentes. La regla de Wallace y las fórmulas de GC solo cuentan bases, mientras que los métodos de vecinos más cercanos también usan el orden de las bases y las concentraciones de primer, Na⁺ y Mg²⁺. Diferencias de 5 °C o más entre herramientas son normales, así que compara primers con el mismo método.

¿El contenido GC cambia entre organismos?

Sí, mucho. El genoma humano promedia cerca de 41% de GC, la levadura de panadería unos 38% y Arabidopsis unos 36%, mientras que el parásito de la malaria Plasmodium falciparum tiene apenas unos 20% y Streptomyces coelicolor llega a 72%.

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Estimación con fines educativos; no es asesoría de laboratorio. Verifica la Tm y las condiciones del primer con las recomendaciones del fabricante de tu polimerasa.