Разработка алгоритма поиска вегетативных промоторов в геноме Escherichia coli

• Автор: Брок-Волчанский, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

Список сокращений.

Список используемых терминов

Содержание
Введение
1. Особенности структурной организации промоторов и способы ее учета в компьютерных алгоритмах поиска промоторов обзор литературы

1.1. Общая характеристика РНКполимеразы i.

1.2. Стадии транскрипционного цикла.

1.3. Особенности нуклеотидной последовательности промоторов.

1.4. Консервативные элементы главные детерминанты промоторной области

1.5. Длина участка между консервативными элементами существенна для

эффективного взаимодействия с РНКполимеразой
1.6. Неконсервативные участки промоторов.
1.6.1. Последовательности нуклеотидов вокруг стартовой точки транскрипции.
1.6.2. Функциональное значение дннуклеотида , расположенного перед консервативным элементом .
1.6.3. Особенности структурной организации области промоторов
1.6.4. Взаимодействие области промотора с асубъединицами РНКполимеразы.
1.6.5. Дополнительные структурные факторы, влияющие на матричную активность промоторов
1.7. Методы алгоритмизации структурных особенностей промоторов для
построения компьютерного алгоритма поиска промоторов.
Заключение.
Основные задачи исследования.
2. Базы данных и методические приемы
2.1. Базы данных
2.2. Нуклеотидные последовательности промоторов.
2.3. Контрольные наборы.
2.4. Статистические подходы и программное обеспечение.
2.5. Построение весовых матриц
2.6. Идентификация прямых и инвертированных повторов нуклеотидной
последовательности.
2.7. Подсобные программы
2.8. Сортировка промоторподобных точек относительно открытых рамок
считывания.
3. Результаты и их обсуждение.
3.1. Определение границ промоторной области.
3.2. Разработка алгоритма поиска промоторов.
3.2.1. Построение и оптимизация весовых матриц, учитывающих узнаваемые асубъединицей РНКполимеразы консенсусные элементы
3.2.2. Учет длины спейсера между консервативными элементами
3.2.3. Учет расстояния между консервативным элементом и стартовой точкой транскрипции.
3.2.4. Учет динуклеотидов в точке инициации транскрипции.
3.2.5. Учет динуклеотида , фланкирующего конец элемента .
3.2.6. Учет дискриминатора строгого контроля.
3.2.7. Учет элементов, потенциально взаимодействующих с асубъединицами
РНКполимеразы.
3.2.8. Учет последовательностей, вызывающих анизотропные изгибы двойной
спирали
3.2.9. Учет легко деформируемых динуклеотидов, обеспечивающих конформационную подвижность ДНК.
3.2 Учет периодичности в распределении смешанных АТ треков.
3.2 Учет прямых и инвертированных повторов, как потенциальных мишеней для взаимодействия с регуляторными белками
3.2 Учет дополнительных элементов.
3.3. Сканирование генома для поиска потенциально транскрибируемых участков
3.3.1. Картирование промоторподобных участков относгтельно структурных генов.
3.3.2. Потенциальные промоторы между конвергентными генами
3.3.3. Промоторподобные участки между генами, транскрибируемыми с противоположной нити.
3.3.4. Потенциальные промоторы внутри кодирующих последовательностей
3.3.5. Потенциальные промоторы для синтеза ангисмысловых РНК.
Заключение
ВЫВОДЫ.
Благодарности
Список литературы


В присутствии еще одной субъединицы афактора корфермент способен трансформироваться в так называемый холофермеит, способный к инициации транскрипции только со специфических последовательностей промоторов. Некоторую организующую роль в процессе сборки холофермента выполняет полипептид с МВ5 , присутствующий во всех препаратах РНКполимеразы, выделенных из бактериальных клеток и названный со. В настоящее время известно о наличие в бактериальной клетки семи различных белков, выполняющих роль стфактора ст, ст, ст, ст, ст, ст и ст. Наличие альтернативных стфакторов обеспечивает преимущественную инициацию транскрипции с разных групп промоторов. Доминирующей в условиях вегетативного роста экспоненциальная стадия роста культуры клеток является ст. Она способна, с большей или меньшей эффективностью, осуществлять транскрипцию более чем с промоторов. Гены всех субъединиц РНКполимсразы в настоящее время клонированы. Ого позволяет использовать современные методы генетического анализа для картирования функциональных доменов внутри каждого полипептида. Ни одна из основных субъединиц РНКполимеразы сама по себе не обладает ферментативной активностью, но их модификация влияет на ферментативную активность фермента в целом. Генетическая модификация двух коровых субъединиц РНКполимеразы а и субъединиц приводит к изменению отноаггельнон эффективности фермента на разных промоторах, что представляет первостепенный интерес для данной работы. В структуре субъединицы выявлено, по крайней мере, два домена, влияющих на лромоторселективные свойства фермента. Один из них содержит аминокислот начиная с положения всего субъединица содержит аминокислотных остатков. Его деления приводит к нарушению промоторной специфичности фермента , . Другой участок включает локус, ответственный за взаимодействие с рнфампицином вблизи аминокислотных остатков , ряд мутаций в котором приводят к аналогичному эффекту Озолинь, Камзолова Озолинь и др. Для асубъединицы участком, удаление или модификация которого влияет на способность взаимодействовать с промоторами, является Сконцевой домен аминокислотные остатки , всего 9, . Это означает, что процесс узнавания промотора и последующего специфического взаимодействия с ним определяется не только свойствами факторов промоторной специфичности стсубъединицами. Размеры РНКполимеразы, позволяющие оценить ожидаемую протяженность контактной поверхности с промоторами, первоначально были определены методом рассеивания рентгеновских лучей двухмерными кристаллами фермента на положительно заряженном липидном слое , . Они составляют 0 х 0 х 0 А3. ДНК полимеразы I. Этот домен состоит из канала шириной Л и длиной А, в формировании которого принимает участие субъединица. Более поздние данные рентгеноструктурного анализа i, . Vv, . Взаимодействие РНКполимеразы с промотором с образованием закрытого промоторного комплекса. ДНК при этом сохраняет двуспиральную форму. Локальное плавление ДНК в области стартовой точки с изомеризацией в отрытый промоторный комплекс. Синтез первых фосфодиофирных связей. Переход к стадии элонгации, сопровождающийся высвобождением офактора и диссоциацией фермента из промоторной области. Эффективность инициации регулируется на всех этих стадиях, однако наиболее мощные механизмы чаще всего реализуются на двух первых из них. По крайней мере, три разных механизма могут задержать фермент на следующих за ними стадиях синтеза первых фосфодиэфирных связей и перехода к продуктивной элонгации а абортивный синтез коротких олигонуклеотидов i, б реитеративнос многократное включение одного и того же субстрата на участках матрицы, содержащих трек, комплементарных ему нуклеотидов i ii, ii , в вызванные различными причинами паузы транскрипции , . Важнейшим этапом в формировании транскрипционного комплекса является идентификация РНКполимеразой промоторов v i, . Как кор, так и холофсрмент имеют относительно высокое сродство к непромоторной ДНК, однако, непонятно, имеет ли это значение для процесса специфического взаимодействия с промотором, или нет.