Компьютерный контекстный анализ последовательностей ДНК мобильных генетических элементов

• Автор: Амикишиев, Вагиф Гочу оглы
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Современные представления о мобильных
генетических элементах
1ЛЛ. Классификация МГЭ
1Л.2. Транспозоны с короткими
инвертированными повторами
1Л.З. Транспозоны с длинными
инвертированными повторами
1Л.4. ЬТИ-содержащие ретротранспозоны
1Л.5. ИГР-несодержащие ретротранспозоны
1.2. Регуляторные сайты
1.2.1. Сайты инициации и терминации транскрипции
и репликации ДНК
1.2.2. Энхансеры и сайленсеры
1.2.3. Сайты опознавания белками-рецепторами
индуцирующих сигналов
1.2.4. Сайты, опознаваемые ткане- и локусспецифичными белковыми факторами
1.3. Заключение по обзору литературы
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объекты исследования
2.2. База данных функциональных сайтов
2.3. Компьютерные методы
2.3.1. Анализ функциональных сайтов
2.3.2. Используемые способы сканирования
последовательностей ДНК МГЭ
2.3.3. Используемые программы
2.4. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Распределение мотивов функциональных сайтов в последовательностях ДНК МГЭ
3.2. Анализ распределения мотивов регуляторных сайтов МГЭ с точки зрения обеспечения их возможных

молекулярных функций
3.2.1. Анализ сгущений мотивов регуляторных сайтов в ДНК LTR-содержащего ретротранспозона gypsy-группы Mdg2 дрозофилы
3.2.2. Анализ сгущений мотивов функциональных сайтов в ДНК LTR-содержащего ретротранспозона gypsy-группы Mdgl дрозофилы
3.2.3. Анализ сгущений мотивов функциональных сайтов в ДНК LTR-содержащсго ретротранспозона gypsy-группы DEL
растений
3.2.4. Анализ сгущений мотивов регуляторных сайтов в ДНК LTR-содержащего ретротранспозона copia-группы Copia-white дрозофилы
3.2.5. Анализ сгущений мотивов регуляторных сайтов в ДНК LTR-несодержащего ретротранспозона Line-1 человека
3.2.6. Анализ сгущений мотивов функциональных сайтов в ДНК транспозона Р
3.3. Анализ нуклеотидного состава МГЭ
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность темы. Мобильные генетические элементы (МГЭ) являются составной частью всех существующих в природе геномных систем эукариот, занимая в среднем 10-30% их объема. Накоплены экспериментальные данные об участии МГЭ в регуляции экспрессии генов и полигенов, их изменчивости и селекции (Ратнер и др., 1992; Фурман и др., 1998; Ratner, 1998) С другой стороны, сами мобильные элементы подчинены генетическому управлению, за счет своей способности к восприятию внешних индуцирующих сигналов: теплового I шока, гормонов, ткане-специфичных сигналов и т.д. (Strand, McDonald, I 1985; Bilanchone et al., 1993).
He оставляет сомнений, что чувствительность МГЭ к внешним воздействиям должна иметь структурную основу и соответственно вариации у разных представителей подвижной ДНК. В то же время участие МГЭ в молекулярно-генетических системах управления также должно осуществляться (за исключением прямого встраивания МГЭ в кодирующую область гена и последующее за этим трубое нарушение его экспрессии) посредством наличия в ДНК МГЭ соответствующих управляющих сайтов (энхансеров, сайленсеров и пр.).
Таким образом, закономерности и различия в структурной организации генома разных МГЭ могут быть ключом для понимания и i предсказания их функционального поведения. В настоящий момент ! существуют экспериментальные работы на разных МГЭ, описывающие реализацию каких-либо частных функций или способностей МГЭ, но они не дают общего представления о потенциальных возможностях этого МГЭ 1 в молекулярно-генетических системах управления. Основываясь на концепции МГЭ как возможных подвижных "кассет функциональных сайтов", способных вносить свой вклад в экспрессию генов, генетическую вариабельность и эволюцию видов, представляло интерес подробное исследование геномов МГЭ на наличие разнообразных регуляторных сайтов. Базы описания последних являются интенсивно развивающейся областью генетики и насчитывают на сегодняшний день более 3 тысяч единиц.
|й Цель и задачи. Целью работы явился компьютерный поиск мотивов ■ регуляторных сайтов вдоль последовательностей ДНК 19-ти мобильных элементов разных классов, а также анализ их распределения с точки i зрения обеспечения их возможных молекулярных фукнций.
В задачи работы входило:
1. Создание ряда компьютерных программ, позволяющих осуществить и
интервала последовательности (1,1421) по следующим формулам:

На рис. 7 показан пример локализации мотивов в одном из сегментов последовательности того же ретротранспозона.
Для визуализации и статистической оценки мотивов регуляторных сайтов, расположенных в геномах МГЭ, были созданы следующие программы:
Begga - в виде диаграммы показывает количество мотивов регуляторных сайтов вдоль последовательностей МГЭ (по оси абцисс - геном МГЭ, по оси ординат - число регуляторных сайтов).
Tvg-B - показывает конкретное расположение вдоль МГЭ мотивов 53-х выборочных регуляторных сайтов четырех групп. Пример на рисунке 8а.
Vs - показывает конкретное расположение вдоль МГЭ мотивов всех регуляторных сайтов из базы данных (277 единиц). Пример на рисунке 7.
Server - создает на основе имеющейся нуклеотидной последовательности случайные последовательности такой же длины и такого же нуклеотидного состава.
Stat3 - с помощью критерия х оценивает статистическую достоверность сгущений мотивов регуляторных сайтов.
Согг - статистически оценивает коэффициент корреляции между процентным содержанием АТ-нуклеотидов и числом регуляторных сайтов в геномах МГЭ.
2.3.3. Используемые программы