Компьютерный анализ генетических текстов - Александров А.А.
ISBN 5-02-004691-4
Скачать (прямая ссылка):
4. Недорестрикция ДНК. Недорестрикция ДНК достигается подбором времени инкубации и количества фермента, при этом для выбора уровня недорестрикции могут применяться различные методы, в частности разрезание ДНК в присутствии бромистого этидия, блокирующего реакцию после разрезания первого сайта . Использование недорестрикции позволяет получить информацию о смежных фрагментах на молекуле ДНК и сократить число допустимых парных карт.
5. Концевая метка. Использование концевых ме-TOK(Smith,Birnstai1,1976) позволяет определить расстояния от сайтов рестрикции до помеченного конца молекулы и значительно облегчает определение положения нескольких сайтов рестрикции, близких к помеченному концу. Однако при значительной общей длине молекулы ДНК этим методом не удается определить положения сайтов в середине молекулы, так как соответствующие им фрагменты выходят за предел шкалы маркеров, что приводит к невозможности их разделения. При использовании концевых меток с двух концов линейной молекулы возникают трудности при совмещении координат сайтов с правого и левого конца. Зехетнером и др.(Zehetner et al.,198?) разработан специальный метод "гребенки" для проведения такого совмещения.
Разработка математического обеспечения для поддержки дополнительных биохимических экспериментов. Расширение работ по физическому картированию и секвенированию больших геномов требует разработки специальных программ, позволяющих минимизировать экспериментальную работу при построении физических карт. В имеющемся в настоящее время математическом обеспечении возможности учета информации о дополнительных биохимических экспериментах очень ограничены (Polпег et al.,1984; Zehetner et al.,1987). В настоящее время актуальной является разработка алгоритмов и программ физического картирования, поддерживающих все рассмотренные дополнительные биохимические методы (Zehetner et al.,1987), а также дополнение программ физического картирования программами манипулирования физическими картами и сравнения физических карт (Abrerasky,Ward,1986; Neumaier,1986; Zehetner, Lehrach,1986).
Физическое картирование - один из самых популярных методов анализа ДНК. Сложный комбинаторный характер этой задачи и вычислительные трудности при прямом переборе вариантов требуют привлечения методов дискретной математики для построения физических карт. В настоящее время физическое картирование - один из немногих разделов компьютерной генетики, где удалось "заставить" работать серьезные результаты из разных областей математики(теории графов, потоков в сетях, эргодической теории и др.). Программы построения физических карт - одна из необходимых и наиболее трудоемких составляющих современных пакетов программ по молекулярной генетике. Узким местом при разработке методов физического картирования остается этап построения парных карт (задачи построения множественных карт и уточнения карт можно считать решенными) - по-видимому, дальнейший прогресс в этой области будет связан с использованием аппарата дискретной оптимизации. В связи с планирующимися масштабными работами по физическому картированию в рамках секвенирования генома человека особую актуальность приобретают задачи оптимального планирования экспериментов, привлечения информации о дополнительных биохимических экспериментах и разработка принципиально новых методов картирования. В последние годы был проведен ряд работ по крупномасштабному физическому картированию ( Coulson et al.,1986; Olson et al.,1986,’ Kohara et al.,1987; Lander,Waterman,1988; Sulston et al.,1988) и тесно связанному с ним мегабазному секвенированию ДНК ( Пысов и др., 1988,' Drmanac et al.,1989,’ Pevzner, 1989).
Глава 6. МЕТОДЫ ПРЕДСКАЗАНИЯ
ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР РНК
6.1. ПРОБЛЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ СТРУКТУР РНК
Молекула РНК представляет собой однонитевую полимерную цепочку. Обнаружено, однако, что в процессе синтеза молекулы комплементарные участки в цепи находят и связываются друг с другом. В результате образуются двунитевые спиральные фрагменты.Совокупность таких спиральных участков и однонитевых отрезков составляет вторичную структуру РНК.
В настоящее время накоплено много информации о биологической роли вторичной структуры. Так, для транспортных РНК структура типа "клеверный лист” необходима для узнавания ее соответствующими ферментами и рибосомами. Вторичная структура рибосомных РНК обусловливает самосборку и функционирование рибосом. Имеется очень много указаний на роль вторичной структуры мРНК в трансляции. Ниже будет показано, что положение инициирующего триплета в структуре может оказать решающее влияние на частоту инициации трансляции. Анализ вторичной структуры мРНК позволяет объяснить также регуляцию транскрипции с помощью аттенюации, процесс сплайсинга интронов, явления транскрипционных пауз и термина-ций. Таким образом, знание вторичной структуры РНК является необходимым для понимания процессов,происходящих в клетке. В связи с этим возникла проблема предсказания вторичной структуры молекулы РНК.
Эта задача, как она понимается в настоящее время, заключается в определении существующей в структуре совокупности спиральных участков. Для решения этой задачи необходимо рассмотреть все возможные спиральные участки, проанализировать возможность их совместного существования и выбрать наилучшую структуру. Как считает М.Эйген (1973), природа сама поступает подобным образом с нуклеотидной последовательностью, перебирая различные варианты, разыгрывает партию в игре, которую он назвал " игра в тРНК или как делать клеверные листья".
