Биохимические калькуляторы — MW, масса⇄моли, OD260, разведение, число копий, коэффициент экстинкции, приготовление буферов, пересчёт единиц
Биохимические калькуляторы
Основные биохимические расчёты — молекулярная масса, пересчёт массы в моли, определение концентрации по A260, разведение C1V1, число копий, коэффициент экстинкции белка, рецепты приготовления буферов и пересчёт единиц. Также: Анализ последовательностей | Калькулятор генетики.
Введите последовательность ДНК/РНК, белковую последовательность (однобуквенный код) или химическую формулу, чтобы вычислить молекулярную массу.
Введите молекулярную массу и массу, чтобы вычислить моли, либо моли, чтобы вычислить массу, необходимую для целевого объёма и концентрации.
Введите показание A260, чтобы вычислить концентрацию нуклеиновой кислоты. При желании введите A280 для коэффициента чистоты (A260/A280).
Используйте формулу C₁V₁ = C₂V₂ для расчёта разведений. Введите концентрацию маточного раствора, целевую концентрацию и целевой объём.
Введите длину матрицы и массу, чтобы вычислить число копий ДНК/РНК.
Введите белковую последовательность, чтобы вычислить коэффициент экстинкции при 280 нм по методу Эдельхоха (вклады Trp, Tyr, Cys).
×
Выберите буфер и введите целевой объём, чтобы получить рецепт приготовления.
Выберите категорию и единицы, чтобы выполнить распространённые биохимические пересчёты единиц.
Ссылки: коэффициенты пересчёта A260: dsDNA=50 мкг/мл, ssDNA=33 мкг/мл, RNA=40 мкг/мл на 1,0 OD. Средняя молекулярная масса нуклеотида: ~330 Да (dsDNA). Экстинкция белка при 280 нм: Trp=5690, Tyr=1280, Cys(цистин)=120 М⁻¹см⁻¹. Рецепты буферов основаны на стандартных протоколах молекулярной биологии (Sambrook & Russell).
Что такое моль и зачем каждая панель этой страницы его использует?
Молекулярная биология задаёт один и тот же вопрос в разных обличьях: сколько молекул у меня на самом деле? Весы показывают граммы, спектрофотометр — поглощение, пипетка отмеряет микролитры, но реакции считают моли — химическую единицу, равную 6,022×10²³ молекул на моль. Молекулярная масса (в дальтонах, численно равная г/моль) — это курс обмена между тем, что можно взвесить, и тем, что можно сосчитать. Каждая панель выше — MW, масса↔моли, OD260, разведение, число копий, коэффициент экстинкции — это один шаг на этом обмене.
Одно число, которое нужно запомнить: 1 мкг двухцепочечной ДНК длиной 1000 п.н. содержит около 9,1×10¹¹ молекул. Это не опечатка — количества, которые вы отбираете пипеткой, астрономически велики в молекулярном масштабе, поэтому пересчёт между массой, концентрацией и числом копий так важен.
Масса, моли и молярность
Панель «масса⇄моли» делит граммы на г/моль, чтобы получить моли, а моли делит на литры, чтобы получить молярность. Разобранный пример: 1 мг белка массой 50 кДа — это 1×10−3 г ÷ 50 000 г/моль = 2×10−8 моль = 20 нмоль; растворённые в 1 мл, это раствор 20 мкМ. Геномную ДНК часто обсуждают в микрограммах, олигонуклеотиды и плазмидные препараты — в пмоль, а панель «Пересчёт единиц» переходит между всеми этими приставками.
OD260: концентрация без взвешивания
Нуклеиновые кислоты поглощают УФ при 260 нм по закону Бера–Ламберта (поглощение = экстинкция × концентрация × длина пути), поэтому спектрофотометр может заменить весы. Для пути 1 см одна единица поглощения соответствует примерно 50 мкг/мл двухцепочечной ДНК, 40 мкг/мл РНК или 33 мкг/мл одноцепочечной ДНК. Необязательное показание A280 даёт эвристику чистоты: чистая ДНК имеет отношение A260/A280 около 1,8, чистая РНК — около 2,0; низкое отношение обычно означает, что вместе с ней идёт белок или фенол. Отношение заметно выше 1,8 в препарате ДНК указывает на обратное: примесь РНК.
Разведение: C₁V₁ = C₂V₂
Формула разведения — это просто сохранение растворённого вещества: моли, которые вы берёте из маточного раствора, равны молям, которые вы доставляете. Чтобы перейти от маточного раствора 100 мг/мл к 10 мг/мл в конечном объёме 100 мл: V₁ = (10 × 100) / 100 = 10 мл маточного раствора плюс 90 мл растворителя, разведение в 10 раз. Панель приготовления буферов выполняет ту же арифметику с коэффициентами маточных растворов «50×» или «10×» — чтобы приготовить 1 л 1× TAE из маточного раствора 50×, нужно 1000/50 = 20 мл маточного раствора.
Число копий и коэффициенты экстинкции
Поскольку каждая копия плазмиды имеет одинаковую молекулярную массу (около 660 Да на пару оснований для dsDNA), масса переводится в число молекул через число Авогадро: 1 мкг плазмиды длиной 5000 п.н. — это примерно 1,8×10¹¹ копий, а 1 пмоль чего угодно — это 6,02×10¹¹ копий. Для белков метод Эдельхоха предсказывает поглощение при 280 нм всего по трём типам остатков: каждый триптофан вносит 5690 М⁻¹см⁻¹, каждый тирозин — 1280, каждый цистин (дисульфид) — 120. Белок без ароматических остатков почти невидим для УФ — взвесьте его.
Распространённые заблуждения
«OD, равная 1, — точная константа.» Коэффициенты 50/40/33 мкг/мл — эмпирические средние для длинных полимеров; состав оснований, соль и особенно короткие олигонуклеотиды их сдвигают.
«660 Да на пару оснований — это закон природы.» Это удобное среднее: ДНК, богатая AT и GC, различается немного, и условия соли важны. Не доверяйте более чем двум значащим цифрам.
«A260/A280, равное 1,6, портит мой образец.» Это отношение — эвристика для скрининга, чувствительная к pH и буферу; воспринимайте его как флаг, а не как приговор.
«Копии и пмоль взаимозаменяемы.» Они отличаются в 6,02×10¹¹ раз; путаница между ними — классическая ошибка постановки qPCR.
