Электростатические свойства геномной ДНК

• Автор: Осипов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

Актуальность проблемы

т . .т 1 ттгт г Цель и задачи исследования б

Обзор литературы

Новые подходы в изучении механизмов узиаваиия ппомотопной ЛНК РНКполимеоазой

Е.со ГЯст

функциональная значимост, гуклсотнлной последовательности промоторной ЛНК

Канонические гексануклеотилы в и областях промоторной ЛНК

Спейссрный участок промоторной ЛИК

Линуклсотил характеристический сигнальный элемент промоторов x
элсмент промоторной ЛI
Роль физикохимических свойств промоторной ЛНК в функциональной активности
промоторов
Легкоплавкие участки в промоторной ЛНК
г пт Д т 1 ГТТГГ I 1 ЬЦДДЦ1 тгтгтг т Формирование устойчивого изгиба п промоторной ЛНК
Электростатические свойства промоторной ЛНК ,
Материалы и метопы
Нуклеотидные последовательности и элементы геномов и их аннотации
Таксономический раздел
Генерация случайных и регулярных последовательностей ЛНК
Расчет электростатических свойств ЛНК
Программное обеспечение СУВ. публикации данных и инструментов обработки и
анализа
Хранение данных
Доступ к данным и инструмент,т анализа вебпубликаиия
Представление данных в работе
Результаты и обсуждение
Глава . База данных свойств электростатического потенциала геномной ДИК
Обтпее описание данных
Общая характеристика генома
Элементы генома
Таксономия
Пользовательский интерфейс
Стандартные элементы интерфейса
Главная страница
Таксономический пазлел
Раздел описания геномов
Инструменты анализа данных
Инструмент визуализации и анализа множественных электростатических профилей
Инструмент визуализации электростатических профилей упрошенный вариант.
Инструмент визуализации и анализа отношений спелнего потенциала генома к со
держашпо ОС пар для множественных геномов
Основная статистика
Глава 2. Зависимость электростатических свойств последовательности ДНК от ее сос га
Случайные последовательности ДНК
гегуляцнью послсювательнасти лмк ЛНК природных геномов .4 .
Электростатический потенциал пар А. . и С .
Зависимость от контекста в природных геномах и случайных последовательностях.
Глава 3. Особенности электростатических своГхтк промоторов ряла Т7подобных фаг ов
и рибосомальных промоторов .i .
Ранние промоторы Т7подобньтх фагов и рибосомальные промоторы .i .
Промоторы Т7подобных Ьагов. взаимодействующие с фаговой РНКполимеразой.,
Общая характеристика ЭГ1 промоторов фагов Т7. ТЗ, i3 и V4 5
Промоторы мутантного штамма бактеоиоЬага Т7. приспособленного к РНКполи
меразе бактериофага ТЗ ,
Заключение. Примеры использования базьт .
Выволы .
Список литературы


Было разработано много инструментов, основанных на текстовом анализе последовательности ДНК, для предсказания некоторых ключевых свойств, таких как распределение и функции открытых рамок считывания, промоторов и других регуляторных элементов. Однако, несмотря на накопленную информацию о структуре последовательностей, до сих пор представляется затруднительным выделить исключительно на ее основе регуляторные элементы, такие как промоторы, или предсказать их функциональные характеристики. Множество алгоритмов поиска промоторов, основанных на текстовом анализе последовательностей, неудовлетворительно справляются с этой задачей. Известно, что дополнительная информация для распознавания и модуляции активности промоторов может заключаться в физических свойствах ДНК, таких как общая геометрия двойной спирали, ее деформируемость, температурная стабильность и динамические свойства. В нашей лаборатории был предложен новый подход к этой проблеме на основе анализа электростатических свойств промоторной ДИК 7, 2, для чего был разработан упрощенный метод вычисления распределения электростатического потенциала вокруг молекул ДНК величиной до целых геномов 6. С его помощью были проведены исследования электростатических свойств некоторых геномов, которые показали важность электростатических взаимодействий промоторной ДНК и РНКполимеразы для регуляции функций промоторов. РНКполимеразой. Другим важным результатом было открытие нелинейной зависимости профиля потенциала от последовательности ДНК, означающей, что данное свойство обусловлено всей последовательностью целиком, в том числе фланкирующими регионами, нежели ее текстом в непосредственной точке рассмотрения, и для некоторых систем было показано, что биохимические свойства промоторов имеют гораздо лучшую корреляцию с их электростатикой, чем с текстом последовательностей. Таким образом, электростатические свойства геномной ДНК весьма важны для ее биологических функций, и информация о них имеет большое значение для функциональной, сравнительной и эволюционной геномики, будучи представлена для значительного количества геномов, особенно интегрированной с возможно более полной аннотацией уже известных для них биохимических функций. Новые подходы в изучении механизмов узнавания промоторной ДНК РНКполимеразой . Избирательное использование генетического потенциала, адекватное моменту времени и условиям внешней среды, лежит в основе жизнедеятельности любой клетки. Регуляция экспрессии клеточной генома осуществляется на всех этапах синтеза макромолекул, однако в случае прокариот основные регуляторные механизмы действуют на стадии дифференцированной транскрипции разных генов 1. Бактериальные клетки используют для этой цели сложную сеть различных систем индивидуального контроля эффективности синтеза РНК с определенных генов или оперонов и системами глобального переключения спектра синтезируемых в клетке мРНК вместе с системами координированной регуляции эффективности транскрибируемых генов. Несмотря на многообразие регуляторных систем и различие в молекулярных механизмах их действия, общим для них является то, что в конечном итоге все они оказывают влияние на характер взаимодействия РНКполимеразы с промоторной ДНК на конкретных промоторах. Поэтому понятен многолетний интерес исследователей к выяснению принципов кодирования промоторнополимеразного узнавания и механизмов их реализации в процессах специфического комплексообразования РНКполимеразы с промоторной ДНК для конкретных промоторов. Согласно современным оценкам, количество промоторов, с которыми i vi взаимодействует РНКполимераза . Ео, составляет более , включая промоторы геномов . В настоящее время из них выделено и охарактеризовано более 0 промоторов 2. Отличительной особенностью охарактеризованных промоторов является большая вариабельность их нуклеотидных последовательностей. Таким образом, наиболее необычным свойством РНКполимеразы . Ео является ее способность к узнаванию многочисленных сильно варьирующих по структуре промоторных участков. Эта особенность РНКполимеразы Ео отличает ее как от других сайтспецифических ДНКсвязывающих белков, таких как рестриктазы, белкиактиваторы, репрессоры и др. РНКполимераз, таких как фаговые РНКполимеразы.