Электростатические свойства промоторов, взаимодействующих с РНК-полимеразой Е. coli Eo70

• Автор: Джелядин, Тимур Рустемович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 69 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Взаимодействие РНКполимеразы К.соК Ео с промоторами.

Обшах характеристика РНКполимсразы Е.соИ Е Ео7С. Структурнофункциональная организация субъединиц фермента.

Структурные особенности промоторной ДНК.

Молекулярные механизмы кодирования промспорнополимеразного узнавания.

Характеристика процесса взаимодействия РШполимеразы с промоторнымя участками ДНК и стадии процесса.

Вклад электростатики во взаимодействие белокДНК.

Вычисление электростатического потенциала вокруг ДНК.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

Уравнение ПуассопаБольцмана
Кулонов ска я модель
Визуализация результатов
ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА БЫСТРОГО МЕТОДА ВЫЧИСЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОКРУГ ДНК.
Сравпепнс распределения потенциала вокруг фрагмента ро1у1АТро1у1АТ, полученное путем решения уравнения ПуассонаБольцмаиа и простым кулоновскнм приближением.
Влияние точечной нуклеотидной замены в регулярной последовательности ДНК на распределение электростатического потенциала.
ГЛАВА 2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОКРУГ ПРОМОТОРНОЙ И КОДИРУЮЩИХ УЧАСТКОВ МОЛЕКУЛЫ ДНК.
Распределение потенциала вокруг фрагмента бактериофага Т7, содержащего промоторы А1, А2 и АЗ. Распределение потенциала вокруг фраг мента хромосомы Е.соК, содержащего промотор сузС.
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОМОТОРОВ РАННИХ ГЕНОВ ФАГА Т4. РОЛЬ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ ПРИ РАЗВИТИИ Т4 ФАГА.
Трехмерная структура Сконцевого домена асубьеднющьг РНКполимеразм аСТЮ.
Распределение электростатического потенциала вокруг аСТВ.
Распределение электростатического потенциала вокруг промотров ранних генов фага Т4.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Точное молекулярное узнавание конкретным белком определенных последовательностей нуклеотидов необходимо для осуществления ряда биологически важных функций, таких как репликация, транскрипция, сплайсинг, синтез белка, рестрикция, регуляция экспрессии генов и др. Одной из акзуальных проблем белковонуклеинового узнавания является объяснение способности РНКполимеразы, осуществляющей транскрипцию, быстро и точно находить в ДНК генома редкие промоторные участки, находящиеся в начале индивидуальных генов и оперонов и обозначающие начало считывания с них генетической информации. От точности и эффективности промоторнополимеразного узнавания зависит специфичность и эффективность транскрипции генома и регуляция активности генов. Важность этой проблемы определила огромный интерес исследователей к выяснению механизмов кодирования специфичности промоторнополимеразного взаимодействия. Решаемые в диссертации задачи относятся к данному направлению и посвящены поиску новых промо горных детерминант на основе анализа электростатических свойств промоторной ДНК. Для решения этой задачи предварительно потребовалось разработать метод, позволяющий расчитывать распределение электростатического потенциала вокруг промоторных последовательностей ДК. Литературный обзор. Взаимодействие РНКполимеразы . Ег с промоторами. Процесс транскрипции, т. РНК на матрице ДНК является одним из ключевых в экспрессии закодированной в ДНК генетической информации. Помимо важной роли в обеспечении функционирования биологических систем, исследование процесса транскрипции представляет особый интерес, поскольку РНКполимеразы занимают совершенно особое место среди белков, способных связываться с ДНК. Как правило, ДНКсвязывающие белки разделяют на специфические, которые имеют высокую константу связывания с определенными нуклеотидными последовательностями и поэтому способны узнавать определенные сайты в ДНК, и неспецифические, которые имеют одинаковое сродство к разным нуклеотидным последовательностям. РНКполимеразы относятся к специфическим ДНКсвязывающим белкам, поскольку они начинают синтез РНК с определенных участков ДНК, называемых промоторами. Однако они способны и к неспецифическому связыванию с ДНК, что имеет важное значение для ускорения поиска промоторов среди других последовательностей ДНК. Наиболее необычным свойством РНКполимеразы является ее способность к узнаванию сильно варьирующих по своей первичной последовательности промоторных участков. Возможность узнавания разнообразных промоторных последовательностей одним и тем же белком РНКполимеразой, без участия какихлибо дополнительных белковрегуляторов, позволяет предположить, что в этом случае фактором, определяющим взаимодействие фермента с промотором, является не только пространственное положение некоторого набора нуклеотидов, образующих контакты с боковыми цепями аминокислот, но и физикохимические характеристики промоторной ДНК. Общая характеристика РНКполимеразы . Е Ест. Структурнофункциональная организация субъединиц фермента. РНКполимсраза . РНК в бактериальной клетке. IIполимераза состоит из нескольких субъединиц , , которые формируют корфермент в составе 2 ответственный за полимеразную реакцию. Для того, чтобы осуществлять синтез РНК со специфических последовательностей промоторов корфермент нуждается в присутствии еще одной субъединицы стфактора. Клетка . РНК с разных групп промоторов в разных условиях. Основным из стфакторов является ст белок с молекулярной массой 3 1, который ответственен за специфичность синтеза в условиях вегетативного роста клеток, что представляет синтез более чем с промоторов. Молекулярные массы друг их субъединиц составляют , и 2 для , и а субъединиц соответственно 2,3,4. В настоящее время известно, что каждая из четырех субъединиц РНКполимеразы состоит из отдельных структурнонезависимых доменов 5,6,7,8. Предполагается, что домены субъединиц действуют независимо друг от друга, участвуя в реализации многочисленных стадий транскрипционного цикла. Для 3х доменов РНКполимеразы доказана возможность образовывать контакты с ДНК промоторов. Два из них расположены на стсубъединице и взаимодействуют с и областями промоторов домены 2. Сконцевом участке асубъединицы и взаимодействует с элементом промоторов . Повидимому, в структуре РНКполимеразы .