El ADN es una molécula bicatenaria de polidesoxirribonucleótidos con forma de doble hélice. Hacia el centro de esta estructura se apilan las bases nitrogenadas, enfrentadas e interaccionando entre sí: la Guanina (C) con la Citosina por tres puentes de hidrógeno, y la Adenina (A) con la Timina (T) con dos puentes de H. Estos puentes de hidrógeno, junto al apilamiento hidrofóbico de las bases nitrogenadas hacia el interior de la doble hélice, es lo que mantiene la estabilidad de la molécula.
Se le denomina temperatura de fusión o desnaturalización del ADN (Tm, por sus siglas en inglés) a aquel valor de temperatura donde las dos cadenas del ADN se separan. Este valor es un punto crítico en la biología molecular porque indica la estabilidad de la doble hélice, y se utiliza en técnicas como la PCR y la estimación de la estabilidad de moléculas de ADN bicatenarias.
A pesar de lo anterior, la Tm depende de varios factores, como la longitud de la cadena de ADN (a mayor longitud, mayor estabilidad), la proporción de guanina (G) y citosina (C) (ya que G y C tienen tres enlaces de hidrógeno, mientras que A y T tienen solo dos), y la concentración de sal en la solución.
Existen diferentes fórmulas matemáticas para estimar esta temperatura:
Para genomas de microorganismos: en este caso se puede utilizar la fórmula de Marmur y Doty (1962), la que se estima para 0.15 mol/l de NaCl y 0.015 Na+-Citrato.
Tm = 69.3 + 0.41*(%GC)
Donde: %GC, es el porcentaje de guanina-citocina presente en el ADN.
Para oligonucleótidos o ADN más pequeños: de 6 a 50 pares de pases, se puede emplear otra fórmula como la que se presenta a continuación (Bikandi et al., 2004):
Tm = 64.9 +41*(G+C-16.4)/(L)
Donde: G + C es la cantidad total de guanina y citosina en el ADN y L, es la longitud total del ADN en pares de bases (G+C+A+T).
Fuentes consultadas:
Bikandi, J., San Millán, R., Rementeria, A., and Garaizar, J. 2004. In silico analysis of complete bacterial genomes: PCR, AFLP-PCR, and endonuclease restriction. Bioinformatics 20:798-9.DOI: 10.1093/bioinformatics/btg491 (http://insilico.ehu.eus/)
Marmur, J., Doty, P. (1962). Determination of the Base Composition of Deoxyribonucleic Acid from its Thermal Denaturation Temperature. J. Mol. Biol. 5, 109-118. https://doi.org/10.1016/S0022-2836(62)80066-7
En esta calculadora podrás estimar la Temperatura de Fusión o Desnaturalización del ADN utilizando la primera fórmula. Solo debes introducir el % de GC del ADN analizado.
En esta otra calculadora puedes estimar la temperatura de Fusión o Desnaturalización del ADN de oligonucleótidos de hasta 50 pares de bases.