Calculadora de Peso Molecular y Coeficiente de Extinción
Calcule el peso molecular y el coeficiente de extinción a 260nm para oligonucleótidos de ADN o ARN. Método Nearest-Neighbor con conversión nmol/OD y µg/OD.
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Guía Completa de Uso de la Calculadora de Peso Molecular
Guía de Uso Paso a Paso
La calculadora de peso molecular es una herramienta esencial para investigadores que trabajan con oligonucleótidos. Siga estos pasos para obtener resultados precisos:
- Seleccione el tipo de secuencia: Elija entre ADN o ARN según su oligonucleótido. Esta selección afecta los pesos moleculares base utilizados en el cálculo, ya que el ARN contiene un grupo 2'-OH adicional en cada nucleótido.
- Ingrese la secuencia: Introduzca la secuencia de nucleótidos en formato estándar (A, T, C, G para ADN; A, U, C, G para ARN). La calculadora acepta secuencias en mayúsculas o minúsculas y elimina automáticamente espacios en blanco.
- Especifique modificaciones (opcional): Si su oligonucleótido tiene modificaciones químicas en los extremos 5' o 3', selecciónelas de la lista. Las modificaciones comunes incluyen fosfatos terminales, biotina para captura, y fluoróforos como fluoresceína, Cy3 o Cy5 para detección.
- Calcule: Haga clic en el botón "Calcular" para obtener el peso molecular, coeficiente de extinción y factores de conversión. Los resultados se muestran instantáneamente con todos los detalles relevantes.
- Interprete los resultados: Revise el peso molecular (en g/mol), el coeficiente de extinción a 260nm (en L/(mol·cm)), y los factores de conversión para espectrofotometría (nmol/OD y µg/OD).
Ejemplos de Cálculo Prácticos
Ejemplo 1: Primer de PCR Estándar
Secuencia: ATGCGATCGATCGATCGATCG (21 meros, ADN)
Resultados esperados:
- Peso Molecular: ~6,148 g/mol
- Coeficiente de Extinción: ~209,100 L/(mol·cm)
- nmol/OD₂₆₀: ~4.78 nmol/OD
- µg/OD₂₆₀: ~29.40 µg/OD
Este ejemplo muestra un primer típico de PCR. El factor de conversión nmol/OD le permite determinar la concentración molar de su solución midiendo la absorbancia a 260nm. Por ejemplo, si mide OD₂₆₀ = 1.0 en 1 mL de solución, tiene aproximadamente 4.78 nmol de oligonucleótido.
Ejemplo 2: Sonda con Modificación 5'-Biotina
Secuencia: GCTAGCTAGCTAGCTAGCTA (20 meros, ADN)
Modificación: 5'-Biotina
Resultados esperados:
- Peso Molecular: ~6,081 g/mol (incluye biotina)
- Coeficiente de Extinción: ~196,500 L/(mol·cm)
- nmol/OD₂₆₀: ~5.09 nmol/OD
- µg/OD₂₆₀: ~30.95 µg/OD
Las sondas con biotina en el extremo 5' se usan comúnmente para captura inmunológica o en sistemas de detección basados en estreptavidina. La biotina añade aproximadamente 244 g/mol al peso molecular total, lo que afecta ligeramente los factores de conversión.
Ejemplo 3: Oligonucleótido de ARN Corto
Secuencia: AUCGGAUCGGAUCGGAUCGG (20 meros, ARN)
Resultados esperados:
- Peso Molecular: ~6,182 g/mol (ARN tiene mayor peso que ADN)
- Coeficiente de Extinción: ~191,400 L/(mol·cm)
- nmol/OD₂₆₀: ~5.22 nmol/OD
- µg/OD₂₆₀: ~32.30 µg/OD
Los oligonucleótidos de ARN tienen pesos moleculares ligeramente mayores que los de ADN debido al grupo hidroxilo adicional en la posición 2' del azúcar ribosa. Esto es importante para cálculos de concentración en experimentos de interferencia de ARN (RNAi) o edición génica con CRISPR.
Interpretación de Resultados y Consideraciones Importantes
Peso Molecular: Representa la masa de una molécula del oligonucleótido en gramos por mol. Este valor es crucial para preparar soluciones de concentración conocida y para cálculos estequiométricos en reacciones químicas o enzimáticas.
Coeficiente de Extinción (ε): Indica cuánta luz absorbe el oligonucleótido a 260nm. Este valor se calcula usando el método Nearest-Neighbor, que considera las interacciones entre pares de bases adyacentes, proporcionando mayor precisión que métodos simples basados solo en composición de bases.
Factores de Conversión:
- nmol/OD₂₆₀: Indica cuántos nanomoles de oligonucleótido corresponden a una unidad de absorbancia (OD) en 1 mL de solución. Use este valor para convertir mediciones de espectrofotometría en concentración molar. Para calcular la cantidad de nanomoles en su solución: nmol = OD₂₆₀ × (nmol/OD) × Volumen (mL). Para calcular la concentración: Concentración (nM) = OD₂₆₀ × (nmol/OD) × 1000.
- µg/OD₂₆₀: Indica cuántos microgramos de oligonucleótido corresponden a una unidad de absorbancia en 1 mL de solución. Útil para preparar soluciones basadas en masa. Para calcular la masa: Masa (µg) = OD₂₆₀ × (µg/OD) × Volumen (mL).
Precisión y Limitaciones: Los cálculos asumen condiciones estándar y oligonucleótidos sin modificaciones internas complejas. Para secuencias con modificaciones químicas extensas o estructuras secundarias significativas, los valores pueden variar. Siempre valide experimentalmente para aplicaciones críticas.
Fundamentos Científicos y Métodos de Cálculo
La calculadora utiliza algoritmos basados en los estándares científicos más actualizados. El cálculo de peso molecular sigue la fórmula:
MW = Σ(pesos de nucleótidos) - (n-1) × M(H₂O) + Σ(modificaciones)
Donde n es la longitud de la secuencia. La resta de (n-1) × M(H₂O) representa las moléculas de agua perdidas durante la formación de enlaces fosfodiéster en la síntesis química.
Para el coeficiente de extinción, se emplea el método Nearest-Neighbor (vecino más cercano), desarrollado por Warshaw & Tinoco (1966) y refinado por múltiples grupos de investigación. Este método considera que la absorbancia de un dinucleótido no es simplemente la suma de las absorbancias de sus nucleótidos individuales, sino que depende de las interacciones entre bases adyacentes.
Los parámetros utilizados están basados en datos experimentales publicados por Cavaluzzi & Borer (2004) y actualizados según las mejores prácticas científicas. El método Nearest-Neighbor proporciona valores aproximados basados en parámetros experimentales estándar, significativamente mejor que métodos simplificados que solo consideran composición de bases.
Para oligonucleótidos modificados, los pesos moleculares de las modificaciones se suman al peso base. Las modificaciones comunes como fosfatos terminales, biotina y fluoróforos tienen pesos moleculares bien caracterizados que se incluyen en los cálculos.
Esta calculadora es especialmente útil para investigadores que necesitan preparar soluciones de concentración precisa para PCR, qPCR, hibridación in situ, secuenciación de próxima generación, y otras aplicaciones de biología molecular donde la concentración exacta del oligonucleótido es crítica para el éxito experimental.
Recursos Relacionados: Para más información sobre diseño de oligonucleótidos, consulte nuestra Calculadora de Temperatura de Fusión (Tm) para optimizar condiciones de hibridación, o nuestro Analizador de Contenido GC para análisis de composición de secuencias. Para preparar soluciones de concentración específica, use nuestra Calculadora de Dilución.
¿Cómo funciona?
Esta calculadora determina el peso molecular y el coeficiente de extinción de oligonucleótidos de ADN o ARN, considerando la secuencia completa y cualquier modificación química especificada.
El cálculo incluye:
- Peso molecular basado en la composición de nucleótidos
- Corrección por deshidratación durante la síntesis química
- Coeficiente de extinción usando el método Nearest-Neighbor
- Factores de conversión para espectrofotometría (nmol/OD, µg/OD)
- Soporte para modificaciones comunes (fosfatos, biotina, fluoróforos)
Fórmulas Principales
Referencias Científicas
Cavaluzzi, M. J., & Borer, P. N. (2004) Revised UV extinction coefficients for nucleoside-5'-monophosphates and unpaired DNA and RNA. Nucleic Acids Research, 32(1), e13.
Puglisi, J. D., & Tinoco, I. (1989) Absorbance melting curves of RNA. Methods in Enzymology, 180, 304-325.
Warshaw, M. M., & Tinoco, I. (1966) Optical properties of sixteen dinucleoside phosphates. Journal of Molecular Biology, 20(1), 29-38.
Preguntas Frecuentes sobre la Calculadora de Peso Molecular
El peso molecular se calcula sumando los pesos moleculares de cada nucleótido en la secuencia, restando las moléculas de agua perdidas durante la formación de enlaces fosfodiéster (n-1 × M(H₂O)), y añadiendo el peso de cualquier modificación química especificada. La fórmula utilizada es: MW = Σ(pesos de nucleótidos) - (n-1) × M(H₂O) + Σ(modificaciones). Esta calculadora utiliza pesos moleculares estándar actualizados y proporciona valores aproximados basados en parámetros experimentales estándar. Para oligonucleótidos modificados, la precisión depende de la exactitud de los pesos moleculares de las modificaciones especificadas.
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