Компьютерное предсказание регуляторных сайтов в полных геномах : Анализ регуляции, осуществляемой вторичной структурой РНК

• Автор: Витрещак, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Общзя характеристика проблемы1.

ГПАВАI. Введение.3

I. Предсказание вторичной структуры РНК

характеристика проблемы и сущестувющие подходы.3

II. Механизмы регуляции экспрессии генов.

в которых участвует вторичная структура ыРНК

ГЛАВА 2. Описание программы псиюса вторичной структуры РНК по паттерну .

ГЛАВА 3. Предсказание регуляции рибсссмальных белков

ГЛАВА 4. Построение аттенюаторов транскрипции

аминокислотных биосинтетических опероноз.

ГЛАВА 5. Анализ регуляции синтеза рибофлавина ЯРИ элемент
Модель регуляции.
ГЛАВА 6. Предсказание регуляции экспрессии генов метаболизма аминокислот
Грамположительных бактерий ТЬох сигналы.
Выводы
Список работ опубликованных по теме диссертации.
Список литературы


Совокупжкть таких спиральных участков и одной игсвых отрезков составляет вторичную структуру РНК. В настоящее время известно мною информации о биологической роли вторичной структуры РНК. Например, для транспортных РНК структура типа клеверный лист необходима для узнавания ее соответствующими ферментами и рибосомами. Вторичная структура рибосомных РНК обусловливает самосборку и функционирование рибосом. Вторичная структура мРНК участвует в регуляции транскрипции и трансляции аггенюация, в процессе сплайсинга нитронов, позволяет объяснить явления транскрипционных пауз и термннаций. Таким образом, знание вторичной структуры РНК является необходимым для понимания процессов, происходящих в клетке. В связи с этим возникла проблема предсказания вторичной структуры РНК. Эта задача заключается в определении существующей н структуре совокупности спиральных и однонитсвых участков РНК. Стратегия поиска и отбора вторичной структуры РК может быть различна. Можно выделить несколько основных подходов 1 индуктивный подход, основанный на минимизации свободной энергии 2 кинетический подход, в котором моделируется процесс формирования вторичной структуры РНК 3 сравнительные подходы. Условии образовании вторичной структуры РНК. Возможные элементы вторичной структуры РНК представлены на рис 1. Двутяжевый спиральный участок, или спираль, состоит из нескольких комплементарных пар. Уотсон Криковские А Г и ОС связи, а также ОТ связь. Одноцепочечные участки характеризуются тремя типами петель и свободными У и 5 концами цепи. Рисунок 1. Рассмотрим теперь условия совместного существования спиральных фрагментов во вторичной структуре. Условия топологической совмссгнмосги спиралей представлены на рис. В этом случае спирали могут одновременно полностью присутствовать в структуре, го есть не являются альтернативными. В случае в нет очевидных топологических препятствий для образования связки спиралей псевдоузел, однако в большинстве теоретических исследованиях не допускается формирование такой узловой структуры. Эго связано с возникающими трудностями вычислительного характера. Кроме того, формирование пссвлоузлов энергетически невыгодно. Действительно, для образования такого узла необходимо соблюдение очень жестких требований к пространственному расположению нуклеотидов, что крайне невыгодно скажется на энтропийном вкладе в свободную энергию. Однако в некоторых случаях учт псевдоузлов встаки необходим, так как экспериментально показан ряд биологических систом. ii С. i , ii . i V. V. v . ii . Рисунок 1. Три типа возможного расположения пары топологически совместимых спиралей. Однако спиральные фрагменты во вторичной структуре не всегда бывают фиксированными Анализ формирования структуры РНК показал возможность изоэнергетических переходов, то ость ситуаций, когда энергия разных укладок структуры одинакова i , iv АЛ i , . Например, возможно образование флуктуирующей, скользящей петли. Возможность сосуществования в структуре взаимоисключающих спиралей и постоянных переходов между ними является очень важным обстоятельством. Во вторичной структуре РНК существует постоянный динамический процесс с непрерывно изменяющимися спиральными участками, что скорее всего является одной из причин возникающих трудностей при кристаллизации этой молекулы. Переходы между вторичными структурами РНК, имеющими приблизительно одинаковую энергию, используются в регуляции экспрессии генов атгенюации см. Энергии формирования вторичной структуры РНК. В некоторых теоретических подходах для предсказания вторичной структуры РНК в качестве критерия для озбора той или иной структуры используется свободная энергия. Вычисляется изменение свободной энергии при формировании вторичной структуры РНК. Задача подобных подходов нахождение вторичной структуры РНК. Для определения стабильности спиралей нуклеиновых кислот биологи вначале использовали визуальный, статистический метод оценивали содержание С и АТ пар в спирали. Однако, В г. Чемберлен с соавт. i .