DNA-Ligationsrechner

Berechnen Sie Insert-DNA-Masse und Stoffmengen für das gewählte Insert-Vektor-Verhältnis.

Eine DNA-Ligation planen
Geben Sie Vektormasse und Fragmentlängen ein und wählen Sie das gewünschte molare Verhältnis.

Über die Berechnung von DNA-Ligationen

Bei der DNA-Ligation verbindet eine DNA-Ligase Vektor und Insert. Für den erfolgreichen Zusammenbau zählt jedoch die Molekülzahl, nicht allein die Masse. Ein kurzes Insert enthält pro Nanogramm deutlich mehr Moleküle als ein langer Vektor. Dieser Rechner berücksichtigt den Unterschied anhand der Fragmentlängen und des gewählten molaren Insert-Vektor-Verhältnisses. Er multipliziert die Vektormasse mit der Insertlänge geteilt durch die Vektorlänge und anschließend mit dem gewünschten Verhältnis. Das Ergebnis ist die Insertmasse für die eingegebene Vektormasse. Ein Insert-Vektor-Verhältnis von drei zu eins ist ein üblicher Ausgangspunkt für die Klonierung mit kohäsiven Enden, da Insertmoleküle häufiger auf geöffnete Vektormoleküle treffen können. Für stumpfe Enden, schwierige Inserts oder spezielle Kits kann ein anderes Verhältnis günstiger sein. Eins zu eins eignet sich als Vergleich. Höhere Verhältnisse können die Insertion fördern, aber auch mehrere Inserts oder unerwünschte Produkte begünstigen. Maßgeblich sind das Protokoll des Ligaseanbieters und die Einschränkungen der Klonierungsmethode. Die Pikomol-Schätzung verwendet eine mittlere molare Masse von 650 Gramm pro Mol je Basenpaar doppelsträngiger DNA. Diese Werte dienen der Planung und sind keine direkten Messungen. Eine genaue Fragmentkonzentration ist wichtig: Verwenden Sie eine geeignete fluorometrische oder absorbanzbasierte Methode und berücksichtigen Sie Salze, Nukleotide und Verunreinigungen. Die Fragmentlängen müssen die tatsächlich ligierten Produkte umfassen, nicht nur die gewünschte codierende Sequenz. Die Reaktionsleistung hängt außerdem von kompatiblen Enden, Phosphorylierung, Vektordephosphorylierung, DNA-Reinheit, frischem Puffer, ATP, Ligaseaktivität, Temperatur und Inkubationszeit ab. Bei der Fehlersuche sind geeignete Positivkontrollen, Kontrollen mit Vektor allein und ohne Ligase nötig. Die berechneten Mengen legen die Stöchiometrie fest, sagen aber weder Transformationseffizienz noch Koloniequalität voraus. Überschreitet die gesamte DNA-Menge die Kit-Empfehlung, reduzieren Sie beide Komponenten bei gleichbleibendem molarem Verhältnis. Testen Sie bei wertvollen Proben zwei oder drei benachbarte Verhältnisse parallel und vergleichen Sie bestätigte rekombinante Kolonien statt nur die Koloniezahl.

Beispiele zur DNA-Ligation

Vektor und InsertMolares VerhältnisBenötigtes Insert
Vektor: 50 ng, 5000 bp; Insert: 1000 bp3:130.00 ng
Vektor: 100 ng, 4000 bp; Insert: 2000 bp1:150.00 ng
Vektor: 25 ng, 3000 bp; Insert: 750 bp5:131.25 ng

So berechnen Sie einen Ligationsansatz

  1. Bestimmen Sie die Vektor-DNA-Masse und geben Sie sie in Nanogramm ein.
  2. Geben Sie die vollständigen Längen von Vektor und Insert in Basenpaaren ein.
  3. Wählen Sie das gewünschte molare Insert-Vektor-Verhältnis.
  4. Wählen Sie Ligationsansatz berechnen und übernehmen Sie die Mengen in Ihr Protokoll.
  5. Prüfen Sie gesamte DNA-Menge und Reaktionsvolumen anhand der Herstellerempfehlungen.

Häufig gestellte Fragen

Warum ein molares Verhältnis statt gleicher DNA-Massen?

Gleiche Massen unterschiedlich langer Fragmente enthalten verschiedene Molekülzahlen. Das molare Verhältnis berücksichtigt die Länge und vergleicht so die gewünschten Zahlen von Vektor- und Insertmolekülen.

Mit welchem Insert-Vektor-Verhältnis sollte ich beginnen?

Ein molares Verhältnis von 3:1 ist bei kohäsiven Enden ein üblicher Ausgangspunkt. Enzymkit, Endtyp und Klonierungsstrategie können ein anderes Optimum erfordern.

Wie werden Pikomol berechnet?

Die Schätzung nimmt für doppelsträngige DNA durchschnittlich 650 Gramm pro Mol je Basenpaar an. Die tatsächliche Sequenzzusammensetzung bewirkt bei üblichen Ansätzen nur geringe Unterschiede.

Verbessert ein höherer Insertanteil die Ligation immer?

Nein. Zu viel Insert kann Konkatemere, mehrere Inserts oder ineffiziente Reaktionen fördern. Benachbarte Verhältnisse mit passenden Kontrollen zu testen ist aussagekräftiger als die Insertmasse zu maximieren.

Kann der Rechner ein Ligationsprotokoll ersetzen?

Nein, er bestimmt nur die DNA-Stöchiometrie. Puffer, ATP, Ligase, kompatible Enden, Inkubation und Transformation müssen weiterhin einem validierten Protokoll folgen.