Методы моделирования наднуклеосомной структуры хроматина и расчета спектров малоуглового рассеяния нейтронов

• Автор: Илатовский, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Список сокращений
Введение
1 Обзор литературы
1.1 Структура нуклеосомы
1.2 Компактизация хроматина
1.3 Структура нити хроматина
1.4 Структура хроматина на уровне ядра
1.5 Малоугловое рассеяние нейтронов
2 Методы Зі,
2.1 Геометрическая модель нуклеосомы
2.2 Алгоритм анализа СС-состава сайтов образования нуклеосом . 1
2.2.1 Определение последовательностей
сайтов образования нуклеосом
2.2.2 Биномиальный тест
2.2.3 11-тест Манна — Уитни
2.3 Геометрическая модель наднуклеосомной структуры
2.3.1 Параметризация межнуклеосомного интерфейса
2.3.2 Режим одноцепочечной генерации
наднуклеосомной структуры
2.3.2.1 Подрежим локально-регулярной генерации
2.3.3 Режим фрактальной генерации
2.4 Полишаровая физическая модель нуклеосомы
2.5 Полноатомная физическая модель нуклеосомы
2.5.1 Построение списка атомов нуклеосомы
2.5.1.1 Регуляризированная модель нуклеосомы

2.5.2 Построение списка остатков нуклеосомы
2.5.3 Монте-Карло моделирование распределения парных расстояний и двумерная гистограмма
2.5.4 Параметризация плотности длин рассеяния
2.5.5 Одномерная гистограмма и расчёт спектров малоуглового рассеяния нейтронов
2.6 Модель однородного шара в методе Монте-Карло
3 Результаты и обсуждение
3.1 Анализ геометрии мононуклеосомных структур из банка РОВ
3.2 Анализ ОС-состава сайтов образования нуклеосом
3.3 Расчёты спектров малоуглового рассеяния нейтронов
с использованием полишаровой модели нуклеосомы
3.3.1 Расчёты с помощью формулы Дебая
3.3.1.1 Мононуклеосома
3.3.1.2 Наднуклеосомные структуры
3.3.1.3 Анализ применения формулы Дебая
3.3.2 Переход к методу Монте-Карло
3.3.2.1 Мононуклеосома
3.3.2.2 Наднуклеосомные структуры
3.3.2.3 Анализ применения метода Монте-Карло
3.4 Расчёты спектров малоуглового рассеяния нейтронов
с использованием полноатомной модели нуклеосомы
3.4.1 Мононуклеосома
3.4.2 Наднуклеосомные структуры, полученные в режиме одноцепочечной генерации
3.4.2.1 Наднуклеосомные структуры, полученные в
подрежиме локально-регулярной генерации
3.4.3 Наднуклеосомные структуры, полученные в режиме фрактальной генерации
Основные результаты и выводы
Список опубликованных работ по теме диссертации 1Ц
Литература

Список сокращений
ACM атомно-силовая микроскопия
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
днДНК двунитевая ДНК
КУН коэффициент углового наклона
МК Монте-Карло
МУРН малоугловое рассеяние нейтронов
о. е. относительные единицы
ПДР плотность длин рассеяния
п. н. пара нуклеотидов
ПР парное расстояние
ФРПР функция распределения ПР
ФРПРОЧ ФРПР однородной частицы
ЭМ электронная микроскопия
FRAP fluorescence recovery after photobleaching, восстановление флуоресценции после фотовыжигания RMSD root mean square deviation, среднеквадратичное отклонение; для двух векторов {xiи {х2,г]ф=1 определяется как

Лдг/2 = 73. Шаг спирали Н определяется как минимальное расстояние между точками кривой хода днДНК, принадлежащими к соседним виткам суперспирали:
Н = min гц, (2.4)
*e[Mv/2;Mv]
где гц = а/(xi — Xi)2 ф (г/i — г/х)2 ф (Zi — Z)2 — расстояние между первой и г-й точками кривой хода днДНК, (xi,yiz) и {xyZi) соответственно. Диаметр спирали определяется как максимальное расстояние между точками кривой хода днДНК в пределах одного витка суперспирали за вычетом половины шага спирали:
в = - Л~н2/А- (2-5)
у ге[2;ЛЦг/2]
Также для соответствующего номера г определяются координаты точки Бх:
({хг ф Хг)] {ух ф Уг)+ 3$)
На противоположном конце спирали аналогичным образом определяются координаты точки Б2 для г € [Удт — /Ду2 + 1; АД — 1] и гулу
Точки Бх,2 играют важную роль в определении геометрических параметров нуклеосомы. Так, середина отрезка ОхВ2 является центром нуклеосомы:
Хс 2(1 &2х))
Ус = iDiy + 02у), (2.6)
= {Ои Ф -СД).
Вектор DiD2 задает направление оси г:
Є-г і — > Г (2-7)
ІВДІ
Для нахождения вектора ех выполняется ряд дополнительных построений. Во-первых, необходимо ограничить область поиска плоскостью П с нормалью ег и проходящей через точку (хс;ус]гс), которая определяется уравнением
Є'гх'Х' Ф &гуУ Ф Ф Н() — 0, (2.8)