Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Александров А.А. -> "Компьютерный анализ генетических текстов" -> 94

Компьютерный анализ генетических текстов - Александров А.А.

Александров А.А., Александров Н.Н., Бородовский М.Ю. Компьютерный анализ генетических текстов — М.:Наука , 1990. — 267 c.
ISBN 5-02-004691-4
Скачать (прямая ссылка): komputerniyanalizgeneticheskihtextov1990.djv
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 119 >> Следующая

Определение эффективных кинетических констант образования и распада спиралей. Каждое изменение структуры, т.е. образование или разрушение спирального участка является, как видно из сказанного выше, многостадийным процессом. На рис.6.8 были показаны некоторые промежуточные стадии при образовании новой спирали, каждая из которых характеризуется своей кинетической константой. Однако при анализе перехода в новое состояние структуры целесообразно использовать эффективную кинетическую константу - К. Вопрос о корректном определении эффективной кинетической константы подробно анализировался в работе (Миронов, Кистер,
1988).Суть анализа заключается в следующем. Предположим, что исследуется переход из А в В.Допустим также, что у этой реакции высокий энергетический барьер и начальные концентрации А и В равны соответственно
1 и 0.( Эти условия соответствуют, например, процессу образования новой спирали.) Поскольку кинетическая константа прямой реакции мала, то мал и поток из А в В. Обратный поток определяется в данном случае концентрацией В и, следовательно, тоже мал. Таким образом, суммарный поток этой реакции равен примерно 0, а отсюда следует, что реакция находится почти в равновесии и все промежуточные состояния при переходе из А в В тоже находятся в равновесии. Следовательно, эффективная кинетическая константа всего процесса определяется равновесными концентрациями предпоследних состояний и кинетическими константами последней стадии процесса.
Исходя из этих рассуждений, можно вывести формулу для эффективной константы скорости распада спирали. Константа равновесия процесса пе-
рехода из состояния А в состояние В равна: KA_B=exp(-6G/RT), где 6G -
изменение свободной энергии при распаде спирали. Рассмотрим, что представляет собой эти два состояния. Состояние А характеризует целую спираль. В случае распавшейся спирали состояние В означает, что во всех комплементарных парах разрушены водородные связи.Изменение энергии, которое происходит при этом переходе равно 6GC алн.Действительно, именно это значение требуется, чтобы разрушить все комплементарные связи в спирале. Таким образом, величина константы распада зависит только от энергии спирали. Аналогичный вывод был сделан и в работе (Anshelevich et al.,1984).
Можно показать (Миронов, Кистер,1988), что для спирали, состоящей из N комплементарных пар, эффективная константа скорости распада спирали равна
Kpicnaa=Nknexp(-6G<:„HpajiB/RT), (6.1)
где kn - константа скорости образования одной нуклеотидной пары. Как видно, константа распада зависит только от особенностей самой спирали и не зависит от того, в какой структуре эта спираль существует.
Рассмотрим теперь, как изменится свободная энергия структуры при образовании спирали. Появление нового двуспирального участка приводит к появлению соответствующей петли. Кроме того, как уже говорилось, для образования спиралей бывает необходимо разрушить мешающие спиральные участки. Следовательно,изменение свободной энергии структуры можно представить как сумму трех слагаемых: изменений свободных энергий при
образовании собственно спирального участка - 6GcnHpaj]B, при появлении петель - eGneTeJlb, а также при разрушении мешающих участков -6G :
разрушение
6G =6G +6G -6G
структуры спирали петель разрушение
Как видно, зта величина зависит как от образующейся спирали, так и от того, в какой структуре она образуется.
Знание величины 6GcIpyiliypbI позволяет рассчитать константу равнове-
сия этого процесса - К:
-ехр(- 6GCTpyKTypb/RT) .
распада
Откуда, используя выражение (6.1), легко получить эффективную константу образования спирали:
К = N*k ехр((-6G +6G )/RT). (6.2)
образования 1 '-''-‘петель '-'разрушение '' ' 4 '
Таким образом, вероятность образования спирали в структуре не зависит от того какая эта спираль, важно только, в какой структуре она образуется. Это можно интерпретировать следующим образом. Время образования спирали лимитируется процессом инициации. В предыдущем разделе уже указывалось, что инициация включает в себя подготовительную стадию -разрушение в случае необходимости спиральных фрагментов и образование первой комплементарной пары. Вероятность образования этой пары определяется вероятностью встречи комплементарных нуклеотидов, что в свою очередь зависит от конформации петли, обеспечивающей локализацию нуклеотидов. Эта величина дает основной вклад в энтропию, а стало быть, и в свободную энергию петель. Множитель N отражает тот факт, что инициация спирали может произойти в любой из N потенциальных нуклеотидных пар. После образования инициирующей пары, этого "'центра кристаллизации", формирование всего спирального участка.зависящего от к , происходит очень быстро. Как уже указывалось, величина этой константы равна 106 -108с.
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 119 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed