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Température de fusion d'une amorce ADN (Tm)

Tm d'une amorce ADN par le modèle thermodynamique plus-proche-voisin (SantaLucia, 1998), avec les formules empiriques en comparaison.

Paramètres

Amorce

Séquence brute ou FASTA, typiquement 15 à 30 bases. Espaces, retours à la ligne et numéros de position sont ignorés.

Conditions expérimentales

Fusion

modèle deux états
0½1fraction de brins en duplexC_T = 0,25 µmol/L · [Na⁺] = 50 mmol/Lmodèle deux étatsà 1 M Na⁺ : 77,62 °CTm = 62,74 °Cà 87,61 °C : 7,24 × 10⁻⁸ en duplexestimation simple½ des brins appariéscorrection saline : −14,88 °C6000,050,1température (°C)−dθ/dTsommet 63,4 °C0,63 °C au-dessus du Tm
87,61 °C

La lecture fait varier uniquement la température de lecture, la même entrée que la poignée et le curseur : elle traverse le cadre entier en dix secondes, et chaque image est entièrement recalculée.

−10−7,5−5−2,50ΔH (kcal/mol)ATTGGCCAATTGGCCAATTGGCCGGCCGGCCAATTGGCextrémité 3’
Tm
Tm = ΔH×1000 / (ΔSsel + R·ln Ceff) = −166×1000 / (−461 + 1,987·ln 6,25 × 10⁻⁸) = 62,74 °C
Correction saline
77,62 °C → 62,74 °C, soit −15 °C
Remarques (2)

Le sommet de −dθ/dT, que lit un thermocycleur, tombe vers θ ≈ 0,42, quelques dixièmes de degré au-dessus de la Tm.

Une barre par paire de bases consécutives ; les corrections terminales et de symétrie, sans position, complètent le total.

Résultat

calcul continu
Grandeur signature
Tm62,74°Cmodèle plus-proche-voisin (recommandé), 20 bases
Longueur
20 bases
Taux GC
60 %
Tm, estimation simple
55,88 °C
Écart entre les deux méthodes
6,9 °C
Enthalpie totale
−165,9 kcal/mol
Entropie totale
−440 cal/(mol·K)
Concentration effective
0,0625 µmol/L
Tm à 1 M Na⁺
77,62 °C

Méthode utilisée · Formule ajustée au GC, 64,9 + 41×(GC − 16,4)/N (séquence longue)

Calcul, hypothèses et sources

Provisoire · Modèle physique · 1 source citée · relu le 1 août 2026

PrésentationLa Tm (melting temperature) d'une amorce ADN est calculée par le modèle thermodynamique plus-proche-voisin (SantaLucia, 1998), avec ΔH, ΔS, concentration effective et correction saline.

La Tm (melting temperature) d'une amorce ADN est calculée par le modèle thermodynamique plus-proche-voisin (SantaLucia, 1998), avec ΔH, ΔS, concentration effective et correction saline. L'estimation empirique (règle de Wallace ou formule ajustée au GC) est donnée en comparaison. Une base IUPAC ambiguë exclut le modèle thermodynamique ; l’estimation simple donne alors un intervalle.

Méthode & formulesTm(K) = ΔH × 1000 / (ΔS + R·ln(C_eff))
Tm(K) = ΔH × 1000 / (ΔS + R·ln(Ceff))ΔS([Na⁺]) = ΔS(1 M) + 0,368 × (N − 1) × ln([Na⁺])

Selon SantaLucia (1998), ΔH et ΔS se somment empilement par empilement (dix paramètres indépendants), plus un terme d'initiation par extrémité et une correction de symétrie pour un duplex auto-complémentaire. C_eff vaut la concentration totale en amorce pour un duplex auto-complémentaire, son quart pour deux brins distincts en concentration égale. La correction saline ne porte que sur l'entropie. La courbe de fusion suit le modèle deux états, avec ΔH et ΔS indépendants de la température.

Tm = 2 × (A + T) + 4 × (G + C) (< 14 bases)Tm = 64,9 + 41 × (GC − 16,4) / N (≥ 14 bases)

La règle de Wallace, pour les oligonucléotides courts, compte les bases A/T et G/C. Pour des séquences plus longues, la formule ajustée au taux GC, dérivée de la relation GC–Tm de Marmur & Doty (1962), utilise le nombre de bases G/C et la longueur N.

Tm
température de fusion : température à laquelle 50 % des duplex sont dénaturés.
ΔH, ΔS
enthalpie et entropie totales de formation du duplex, toutes deux négatives (appariement exothermique), en kcal/mol et en cal/(mol·K).
Concentration effective (Ceff)
concentration qui entre dans l'équation de Tm, fixée par l'auto-complémentarité du duplex.
Auto-complémentaire
brin égal à son complément inverse, qui s'apparie avec une copie de lui-même ; à distinguer d'un palindrome textuel.
Taux GC
proportion de G et de C dans la séquence ; la Tm croît avec lui (3 liaisons hydrogène pour G-C, 2 pour A-T).
N
longueur totale de la séquence, en nombre de bases.
Règle de Wallace
règle empirique pour les oligos courts (amorces de PCR classiques), approximative.
HypothèsesSeuls les cations monovalents (Na⁺/K⁺) sont pris en compte ; le magnésium et les dNTP ne sont pas corrigés (la correction d’Owczarzy et al., 2008, n’est pas implémentée).
  • Seuls les cations monovalents (Na⁺/K⁺) sont pris en compte ; le magnésium et les dNTP ne sont pas corrigés (la correction d’Owczarzy et al., 2008, n’est pas implémentée).
  • Les deux brins sont supposés en concentration égale ; la variante à concentrations inégales n’est pas implémentée.
Domaine de validité2 limites de validité ; le calcul refuse les valeurs hors de 1 d’entre elles

L'estimation simple repose uniquement sur le taux GC et la longueur ; elle ignore l'ordre des bases, les concentrations en amorce et en sels, et les mésappariements. Sur un panel d'amorces de référence (M13, T7, T3, SP6, gapdh, actb, 16S), les deux méthodes diffèrent de 1 à 2 °C pour une amorce de 18 à 30 bases, et jusqu'à 5 °C. Aux compositions extrêmes, la règle de Wallace s'écarte de plus de 15 °C pour une séquence 100 % A/T et de 13 °C pour une séquence 100 % G/C.

  • 0.05 ≤ sodium ≤ 1.1modèle · avertissement

    La correction saline est étalonnée entre environ 0,05 et 1,1 M de Na⁺ (SantaLucia, 1998) ; hors de cette plage, elle est extrapolée.

    À la place · Rapprochez la concentration saline de la plage étalonnée, ou tenez le résultat pour indicatif.

  • strand ≥ 0physique · refus

    Une concentration d’amorce ne peut pas être négative ou nulle.

    À la place · Vérifiez la valeur et l’unité de concentration saisies.

ExemplePour l'amorce courte atgcatgcat (10 bases, 4 G/C), l'estimation simple donne Tm = 2×6 + 4×4 = 28 °C.

Pour l'amorce courte atgcatgcat (10 bases, 4 G/C), l'estimation simple donne Tm = 2×6 + 4×4 = 28 °C. Pour une amorce de 20 bases à 50 % GC : Tm = 64,9 + 41×(10−16,4)/20 ≈ 51,8 °C.

SourcesSantaLucia, J. · Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

  1. SantaLucia, J. · Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), A unified view of polymer, dumbbell, and oligonucleotide DNA nearest-neighbor thermodynamics, PNAS 95(4):1460–1465 (1998), DOI 10.1073/pnas.95.4.1460.

    Emplacement : Table 1 (paramètres ΔH°/ΔS° plus-proche-voisin et termes d’initiation), pages 1460–1463 · consulté le 2026-08-01 · DOI 10.1073/pnas.95.4.1460

Validation scientifiqueProvisoire, relu le 1 août 2026

Portée et limites

  • L’estimation de comparaison (règle de Wallace, formule ajustée au GC) est une heuristique ; le choix de la formule selon la longueur d’amorce n’a pas été vérifié au niveau du modèle plus-proche-voisin.

Provisoire · Les sources et hypothèses sont indiquées ; la revue documentaire est incomplète.

Modèle physique. Le résultat suit le nombre de chiffres significatifs de l'entrée la moins précise.

révision 1 · relu le 1 août 2026

Journal des révisions

  1. révision 1 · 2026-08-01 · mise à jour de source

    Ajout de la référence SantaLucia 1998, des hypothèses et du domaine de validité.

    Aucun changement de résultat, les paramètres plus-proche-voisin ne sont pas modifiés.