GC 含量计算器
计算 DNA 序列的 GC 含量。
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功能简介
GC 含量计算器统计 DNA 序列中鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）所占的百分比，同时给出 G+C、A+T 与总碱基数。设计 PCR 引物、注释质粒或比较不同物种基因组时，GC 含量往往是研究者最先关注的指标之一。工具仅统计 A、C、G、T（不区分大小写），N、空位等其他字符不计入百分比。
原理与公式
GC 含量本质上是一个组成比例：GC% =（G + C）/（A + T + G + C）× 100。其生物学意义在于 G-C 碱基对由三个氢键连接，而 A-T 碱基对只有两个，因此 GC 含量高的双链更加稳定、需要更高温度才能解链。这正是 GC 含量与熔解温度（Tm）、PCR 严谨性以及 CpG 岛等结构特征相关的原因。由于简并碱基不代表确定的碱基，它们不进入分子与分母，因此分母是明确碱基的数目，而不是字符串的原始长度。
演算示例
以 20 nt 序列 5'-GGCATCGCTAGCCATGGTAC-3' 为例：G = 6、C = 6、A = 4、T = 4，G + C 合计 12，总碱基数为 20。因此 GC 含量 = 12 / 20 × 100 = 60.0%，A+T 为 8（40.0%）。60% 已接近引物常用的 40%-60% 区间上限，这样的序列扩增效果通常不错，但退火温度可能需要相应提高。
适用场景
设计 PCR 引物对时，先确认每条引物的 GC 含量落在 40%-60%：过低则结合太弱、退火温度上不去，过高则容易在部分匹配位点错配延伸或形成发夹结构。拿到新的细菌 contig 或 16S 扩增产物时，把它的 GC 含量与该类群的期望值比较（大肠杆菌约 51%，链霉菌约 72%），可以快速发现污染或错配的读长。合成难扩增模板前，如果 GC 含量超过约 65%，就提示需要 DMSO、甜菜碱等添加剂以及热启动酶。
常见问题
- PCR 引物的 GC 含量多少比较合适？
- 一般建议控制在 40%-60%，以 50% 左右最理想。低于 40% 时引物结合力偏弱、退火温度过低；高于 60% 时引物容易在部分匹配位点非特异结合，也更易形成稳定的二级结构。此外还应让上下游引物的 GC 含量接近，以便两者 Tm 相匹配。
- 为什么 GC 含量会影响熔解温度？
- G 与 C 之间形成三个氢键，A 与 T 之间只有两个，并且 GC 的碱基堆积作用也更强。G-C 对越多，拆开双链所需的能量越高，因此 Tm 随 GC 含量升高而升高。Wallace 法则正是基于这一点：每个 G 或 C 计 4 °C，而每个 A 或 T 只计 2 °C。
- N 等简并碱基会计入 GC 含量吗？
- 不会。工具只统计 A、C、G、T，其他字符既不计入碱基总数也不计入百分比，所以含大量 N 的序列，其 GC 含量是基于明确碱基计算的。通常这符合需求，但如果序列中简并碱基比例很高，该百分比的代表性就会下降，建议重新检查序列质量。
- 人类基因组的 GC 含量是多少？
- 人类基因组平均 GC 含量约为 41%，但沿染色体分布很不均匀：基因稀少的 AT 富集区可低至 35% 左右，而 GC 富集等容线区和 CpG 岛启动子则明显高于 60%。细菌基因组的跨度更大，从某些胞内寄生菌不足 20% 到部分放线菌约 75%，因此 GC 含量长期被用作分类学描述指标。