Идентификация и анализ тандемных повторов и близких структурированных сигналов в ДНК

• Автор: Боева, Валентина Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Микро, минисателлиты и другие виды тандемных повторов. Механизмы возникновения и размножения в геноме. Их роль и особенности распределения.
Поиск тандемных повторов в последовательностях биополимеров. Обзор алгоритмов и приложений.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Глава I. Построение статистической модели для оценки статистической значимости наблюдаемых периодических структур. Формулировка статистических критериев, позволяющих идентифицировать характерные сложные структуры в генетических текстах.
Глава . Разработка алгоритма поиска периодических структур в последовательностях ДНК с использованием статистических инструментов. Реализация алгоритма и создание уеЬприложения. Разработка Интернетсайта, посвященного программе.
Глава III. Создание базы данных тандемных повторов в различных эукариотических организмах. Анализ распределений повторов и выделение характерных особенностей повторов для хромосом.
Глава IV. Анализ распределений повторов с короткой длиной периода и выделение характерных особенностей повторов в различных функциональных участках ДНК на примере О. те1апоаег. Гипотеза частичного
Стр.4 Стр.
Стр.ЗЗ
Стр.
происхождения минисателлитных последовательностей от микросателлитных.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ стр.
ТАБЛИЦЫ И ИЛЛЮСТРАЦИИ стр.
ПРИЛОЖЕНИЯ стр.
БЛАГОДАРНОСТИ стр.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С помощью нового метода были определены обладающие периодической структурой участки, покрывающие до генома, значительная часть которых не была определена как таковая до настоящего момента в существующих аннотациях геномов. С помощью нового алгоритма поиска повторов стало возможно провести сравнительный анализ распределения повторов с большой длиной периода до 0п. Практическая значимость. Получение формул для оценки статистической значимости повторов дает возможность оценить значимость повторов, найденных в ДНК при помощи других алгоритмов, тем самым, давая инструмент для сравнения качества работы различных алгоритмов. Были созданы базы данных для различных эукариотических геномов, включая геном человека, содержащие информацию о расположении, длине и количестве копий повторов с указанием их статистической значимости. Эти данные могут быть использованы в научных исследованиях как для маскирования повторов для их дальнейшей элиминации, так и для поиска в них различных сигналов сайтов связывания белков, горячих точек рекомбинации и др. Также, анализ распределения повторов в геномах близких и далеких организмов позволит лучше понять процессы эволюции геномов, предположить новые возможные механизмы. Более того, сравнение тандемных повторов в различных гаплотипах даст информацию о полиморфизмах и мутационных явлениях. Знание о характерных семействах или свойствах повторов может позволить определить принадлежность последовательностей ДНК к определенным участкам геномов или хромосомам. Апробация диссертационного исследования. Основные результаты были представлены на Московской Конференции по Вычислительной и Молекулярной Биологии МССМВ в и годах, на конференции ВСЯБ по Биоинформатике Геномной Регуляции и Структуре в Новосибирске в и годах, на конференции ЮВ1М в Монреале в году, на конференции молодых ученых Ломоносов в и годах, на Международной школе Биоинформатика, геномика, протеомика в Алматы в году, на Международной Конференции по Исследованиям в области Вычислительной Молекулярной Биологии НЕСОМ В в Венеции в году, на симпозиуме по Биоинформатике, Геномике и Функциональному Назначению Микросателлитов и Полиморфных Тандемных Повторов УЫТЯз МКЖОБАТ в Будапеште в году, а также на Международной Летней Школе и Симпозиуме по Эволюционной Геномике в Берлине в году. Структура и объем диссертационного исследования. Диссертационное исследование состоит из Введения, Обзора Литературы, четырех глав, Заключения, Приложений и библиографического списка. Подробное описание алгоритма поиска периодических структур в последовательностях ДНК с использованием статистических инструментов приводится в главе 2 основной части. Также глава 2 содержит описание реализации алгоритма, списка параметров и выдачи программы. Главы 3 и 4 посвящены применению алгоритма для поиска периодичных сигналов в последовательностях ДНК различных эукариотических геномов, а также в последовательностях с различными структурными и функциональными свойствами. Разработан алгоритм поиска сильно вырожденных тандемных повторов без делеций и вставок. Получены формулы для оценки статистической значимости сильно вырожденных тандемных повторов без делеций и вставок с учетом их самоперекрывающейся структуры. Разработанный алгоритм использован для выявления новых объектов, обладающих выраженной регулярной структурой. Выявлены характерные паттерны распределения тандемных повторов в зависимости от длин периодов для хромосом различных геномов эукариот, включая геном человека. Выделены семейства локальных и дисперсных микро и минисателлитов, характерных для той или иной хромосомы, и проведен их анализ с учетом существующих аннотаций. Выявлены различия в распределении тандемных повторов в различных функциональных областях геномов регуляторных, кодирующих, спейсерных, межгенных областях, гетерохроматине, 5 и 3нетранслируемых областях. Публикации. V., М. V. v. Боева, , Фридман, и В. Ю. Макеев, Эволюция микро и минисателлитов в геноме человека. Биофизика, . V., . М. i, М. V. i iii . В тезисах ii i . I, Опубликовано в электронном виде в i i, i V, стр. V., V v, . В тезисах Ii . Стр. V, . V v. В тезисах Ii iii i . Том 1, стр. V, . V v. В тезисах I . Стр. V., V v, . В тезисах Ii . Стр.