DNA 몰수 계산기

DNA 몰수 계산기 사용법

분자생물학 실험(Molecular Cloning, Ligation, qPCR, NGS 라이브러리 제작 등)에서는 DNA의 질량(ng)보다 분자 단위의 몰수(pmol, fmol)가 반응 효율을 결정합니다.

1. DNA 염기쌍 길이(bp): 측정하고자 하는 플라스미드 벡터, PCR 증폭 산물, 제한효소 절단 단편의 염기쌍 길이를 입력합니다.
2. DNA 질량(ng): 분광광도계(Nanodrop)나 큐비트(Qubit)로 측정한 DNA 질량을 나노그램(ng) 단위로 입력합니다.
3. 계산 결과로 분자생물학 반응에 직접 활용할 수 있는 피코몰(pmol), 펨토몰(fmol), 분자량(MW), 그리고 분자 개수(Copies)가 산출됩니다.

계산 방법

이중가닥 DNA(dsDNA)의 1 염기쌍(bp) 평균 분자량은 약 $660\,\text{g/mol}$입니다. 이를 바탕으로 질량과 염기쌍 길이로부터 분자량과 몰수를 도출합니다.

질량($\text{ng}$)을 몰수($\text{pmol}$)로 변환하는 공식은 다음과 같습니다.

용액 내 존재하는 DNA의 실제 분자 카피 수(Copies)는 아보가드로수($N_A = 6.022 \times 10^{23}\,\text{molecules/mol}$)를 곱해 산출합니다.

계산 예시

• 상황 1: 1 kb PCR 증폭 단편 100 ng

  • DNA 길이: $1,000\,\text{bp}$
  • DNA 질량: $100\,\text{ng}$
  • 분자량: $1,000 \times 660 = 660,000\,\text{g/mol}$
  • 계산 결과: 약 $0.15\,\text{pmol}$ ($151.5\,\text{fmol}$, 약 $9.12 \times 10^{10}\,\text{Copies}$)

• 상황 2: 라이게이션용 3 kb 플라스미드 벡터 50 ng

  • DNA 길이: $3,000\,\text{bp}$
  • DNA 질량: $50\,\text{ng}$
  • 분자량: $1,980,000\,\text{g/mol}$
  • 계산 결과: 약 $0.025\,\text{pmol}$ ($25.3\,\text{fmol}$)
  • 1:3 몰 비율로 인서트(1 kb)를 결합하려면 인서트 DNA $0.075\,\text{pmol}$($50\,\text{ng}$)을 첨가해야 합니다.

사용 시 주의사항 및 활용 팁

• 이중가닥 DNA(dsDNA) 전용: 본 도구는 양 가닥이 결합된 dsDNA(1 bp = 660 Da)를 기준으로 합니다. 합성 올리고나 단일가닥 파지 DNA(ssDNA)는 1 nt당 약 $330\,\text{Da}$, 단일가닥 RNA는 약 $340\,\text{Da}$을 적용해 계산해야 합니다.
• 농도 측정 기기 편차: 나노드롭(UV 260nm 흡광도)은 잔여 RNA나 유리 뉴클레오티드에 의해 농도가 과대평가될 수 있습니다. 정밀한 몰수 산정이 필수적인 NGS 라이브러리 풀링 시에는 형광 기반 형광 측정계(Qubit 등) 측정을 권장합니다.
• 반응 부피 계산: $1\,\mu\text{L}$당 몰 농도를 구하려면 산출된 피코몰($\text{pmol}$) 값을 반응액의 총 부피($\mu\text{L}$)로 나누면 마이크로몰($\mu\text{M}$) 농도를 바로 얻을 수 있습니다.