DNA 質量 – モル 変換
DNA量を正確に測定することは、ベクタークローニング、PCRやトランスフェクションなどの、分子生物学的実験に不可欠です。ベクタービルダーのDNA計算ツールを使うことで、正しい実験のセットアップに必要な、分子量とDNA量 (質量またはモル数) を簡単に求めることができます。（注：核酸分子量の計算は脱プロトン化リン酸ヒドロキシ基に基づいています）
分子量計算
DNAの分子量を知ることは、ゲル電気泳動のような簡単な分子生物学の実験から治療薬開発まで、生物学的な研究において重要です。分子量は、分子中の陽子・中性子・電子の重量の合計として決定されます。生体分子の質量とモルを変換するには、まず分子量を求める必要があります。DNA鎖の分子量を決定するには、DNA配列内の各ヌクレオチドの分子量を合計します。以下に、DNA塩基のデオキシアデノシンの計算例を示します。なお、計算ツールでは、DNA配列の長さだけが入力された場合は、ヌクレオチドの平均分子量に長さを掛けた近似値を求めます。
図1. デオキシアデノシンの化学構造と分子量の計算例。
質量 - モルの変換
化学において、1モルはアボガドロ数 (6.02214076×1023) の粒子 (一般に原子または分子) を含む物質の量を表します。DNAを構成するヌクレオチドの分子量を合計してDNAの分子量を求めると、以下の式から、そのDNAの質量とモルを計算することができます。
DNAのモル数 (mol) = DNA の質量 (g) / 分子量 (g/mol)
図2. 分子量が既知のDNAにおけるモル数と質量の計算式。
コピー数の決定
モル数にアボガドロ数 (6.02214076×1023) を掛けることで、モル数からDNAのコピー数を計算することができます。この計算は、個々のヌクレオチドではなく分子数に基づくため、DNAが一本鎖でも二本鎖でも同様です。
コピー数 (DNA分子のコピー数) = DNA のモル数 (mol) x 6.022×1023 (/mol)
図3. 一本鎖および二本鎖DNAのコピー数を決定する計算式。
3'/5'末端のモル数の計算
DNAの3'末端と5'末端のモル数を計算するためには、一本鎖DNA（ssDNA）と二本鎖DNA（dsDNA）を区別することが重要です。ssDNAでは、1分子あたり3'末端と5'末端が1つずつ存在するので、3'末端と5'末端のモル数はssDNAのモル数と等しくなります。一方で、dsDNAは2本の相補鎖から成り、相補鎖それぞれに3'末端と5'末端が存在します。そのため、DNA分子の状態が既知であれば、以下の式を用いて3'/5'末端のモル数を求めることができます。
3'/5'末端のモル数 (mol) = ssDNAのモル数 (mol)
3'/5'末端のモル数 (mol) = dsDNAのモル数 (mol) x 2
図4. 一本鎖および二本鎖DNAの3'/5'末端のモル数を決定する計算式。