Математическая биофизика клетки - Иваницкий Г.Р.
Скачать (прямая ссылка):
6U *tU 0U 6У ми ми !‘*и п
крывания определяется несколько раз. В ряде случаев можно устранить такое дублирование [133, 134].
Так, если участок перекрывания имеет характерный нуклеотидный состав, то по известной последовательности этого участка в продукте одного из полных гидролизов можно определить, в каком из внешних продуктов другого полного гидролиза он содержится. Если невозможно выбрать одно решение, то проводится биохимическое определение последовательности в указанных продуктах.
Использование нескольких полных гидролизов
Математическая формулировка критерия единственности слова позволяет определить, какую среднюю длину нуклеотидной последовательности п можно однозначно восстановить по данным только нескольких полных гидролизов.
К решению этой задачи можно подойти с двух сторон. Во-первых, можно считать, что нуклеотидные последовательности представляют собой случайно выбранные последовательности из четырех символов [118, 119]. Но такой подход оставляет в стороне возможную неслучайность реальных нуклеотидных последовательностей. Поэтому были использованы уже расшифрованные первичные структуры нуклеиновых кислот [138]. Для этих последовательностей проводилось их условное разбиение на продукты полных гидролизов по каждому из нуклеотидов G, U, С, А. Под-
Таблица 11
Эффект, применения математического метода с использованием трех полных гидролизов для однозначного восстановления первичной структуры РНК
Показатель Фрагмент цистро- S8 РНК Е. сон 5-концевой фраг
на из РНК фага [1Щ мент РНК фага
R 17 [140 ] Q3 [110]
Число нуклеотидов 57 120 175
Метод Тради Матема Тради Матема Тради Мятежа
ционный тический ционный тический ционный тическиС
Общее число продуктов 22 34 40 55 47 77
полных гидролизов
Число расшифрованных 9 6 16 13 26 19
биохимически продуктов
полных гидролизов
Число продуктов частич 5 1 108 6 14 2
ных гидролизов
считывалось, какая часть последовательностей данной длины восстанавливается однозначно. Сглаженные кривые результатов этого анализа приведены на рис. 124.
Средняя длина п = [2^К)]/[|И>;)], где W (л;) — доля
однозначно восстановимых последовательностей длины н;, равняется для двух гидролизов 18 нуклеотидам, для трех — 36, для четырех— ~70. Для четырех гидролизов не удалось получить всю кривую из-за малого числа длинных молекул РНК, расшифрованных к настоящему времени.
Таким образом, использование каждого нового полного гидролиза, специфичного к одному нуклеотиду, увеличивает среднюю длину последовательности, однозначно восстановимой по данным только полных гидролизов, примерно в два раза.
В табл. 11 приведены данные, позволяющие сравнивать количества биохимической информации, необходимой для однозначного восстановления структуры трех РНК традиционными методами, использующими два полных гидролиза, и математическим методом, использующим три полных гидролиза. Из табл. 11 видно, что число различных продуктов трех полных гидролизов больше, чем двух полных гидролизов примерно в полтора раза. Однако число олигонуклеотидов, структуру которых надо определять биохимическими методами, уменьшается. Использование описанных методов позволяет в 5—18 раз уменьшить количество продуктов частичного гидролиза, необходимое для достижения однозначности.
Поскольку получение и анализ продуктов частичного гидролиза — одна из наиболее сложных и трудоемких биохимических операций, то значительное уменьшение их числа свидетельствует об эффективности разработанных методов. Можно надеяться, что использование математических методов восстановления слов позволит значительно продвинуться вперед в определении первичной структуры нуклеиновых кислот.
ЛИТЕРАТУРА
Часть 1
1. Волъкенштейн М. В. Физика ферментов. М., «Наука», 1967.
2. Волъкенштейн М. В. Молекулярная биофизика. М., «Наука», 1975.
3. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. М.,' «Мир», 1966.
4. ИостХ. Физиология клетки. М., «\1пр», 1975.
5. Кретович В. Л. Введение в эн-зимологию. М., «Наука», 1967.
6. Ленинджер А. Биохимия. М., «Мир», 1976.
7. Малер Г., КордесЮ. Основы биологической химии, М., «Мир»,
1970.
8. Mahler И. R., Cordes Е. И. Biological chemistry. New York, Harper and Row, 1971.
9. Уэбб Л. Ингибиторы ферментов и метаболизма. М., «Мир», 1966.
10. Дженке В. Катализ в химии и эн-зимологии. М., «Мир», 1972.
И. Darnall D. W., Klotz I. М. Subunit constitution of proteins: a table.— Arcli. Biochem. and Biophys., 1975, 166, p. 651— 682.
