Главная » 2014 » Сентябрь » 21 » Скачать Компьютерный поиск регуляторных сайтов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах бактерий и его приложения. бесплатно
0:05 AM
Скачать Компьютерный поиск регуляторных сайтов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах бактерий и его приложения. бесплатно
Компьютерный поиск регуляторных сайтов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах бактерий и его приложения
Диссертация
Автор: Данилова, Людмила Владимировна
Название: Компьютерный поиск регуляторных сайтов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах бактерий и его приложения
Справка: Данилова, Людмила Владимировна. Компьютерный поиск регуляторных сайтов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах бактерий и его приложения : диссертация кандидата физико-математических наук : 05.13.17, 03.00.28 Москва, 2004 78 c. : 61 04-1/611
Объем: 78 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Ч ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АЛГОРИТМ ПОИСКА ВЫДЕЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИГНАЛОВ
БЕЛОК-ДНКОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ГЛАВА 2 ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММЫ
§ 21 На искусственных выборках
§ 22 На природных выборках
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПОИСКА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ СВЯЗЫВАНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ В ОРТОЛОГИЧНЫХ РЯДАХ ГЕНОВ ОРГАНИЗМОВ ИЗ ГРУПП ЕНТЕРОБАКТЕРИЙ И
БАЦИЛЛЫ/КЛОСТРИДИИ
ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММБ1 ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГУЛЯЦИИ
МЕТАБОЛИЗМА ГЛИЦЕРОЛ-З-ФОСФАТА
ВЫВОДЫ
РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Введение:
Актуальность темы
Биоинформатика как самостоятельное научное направление появилась сравнительно недавно, благодаря созданию быстрых методов секвенирования последовательностей ДНК. Открылась возможность сравнительного изучения многих полных геномных последовательностей, прежде всего, у родственных организмов на основе компьютерного анализа, использующего современные алгоритмы. Секвенирование геномов стало рутинным процессом, ежемесячно публикуются по несколько геномов, и стало ясно, что все возрастающая доля геномов может быть исследована только компьютерно, по крайней мере, на стадии предсказания в исходных данных эффектов, требующих дополнительного экспериментального изучения. В последние годы появилось много новых методик, алгоритмов и компьютерных программ для изучения геномов, начиная от определения генов, предсказания их функций, поиска родственных генов в других организмах и вплоть до предсказания механизмов регуляции различных метаболических путей, эволюции геномов и т.д.
Одна из важных задач биоинформатики состоит в распознавании различных регуляторных сигналов, и, в частности, в поиске потенциальных сайтов связывания транскрипционных факторов. Эта задача представляется вычислительно и биологически весьма сложной. Поставленная более 15 лет тому назад, она до сих пор далека от эффективного решения. Часто недостаточный объем исходной выборки и низкая степень консервативности сигнала мешают надежному предсказанию сигнала. Но даже и в выборке большего объема не всегда удается найти достоверный сигнал. Поскольку механизм белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия плохо изучен, не всегда можно заранее указать длину искомого сигнала и его структуру, а также исходная выборка часто включает последовательности, не содержащие искомого сигнала, - все это значительно затрудняет исследование.
Цель работы.
Создание быстрой и эффективной программы для выделения регуляторных сигналов белок-дезоксирибонуклеинового взаимодействия в геномах и использование ее для поиска новых сигналов связывания транскрипционных факторов в различных таксономических группах организмов и для разных регуляторных систем.
Методика исследования.
Создание программного приложения на языке Object Pascal в среде программирование Delphi. Тестирование эффективности алгоритма на различных искусственных и биологических данных и затем его применение к биологическим задачам поиска регуляторных сигналов1.
Научная новизна.
Предложенный алгоритм был реализован в виде программного приложения, разнообразно тестирован и применен для поиска консервативных сигналов в геномах гамма-протеобактерий и грам-положительных бактерий из группы бациллы/клостридии, а также - для исследования регуляции метаболизма глицерол-3-фосфата. При этом обнаружены новые потенциальные сайты связывания белка GlpR, которые имеют различные структуры (палиндромы или повторы) для разных групп организмов.
Основные результаты.
В диссертации получены следующие основные результаты:
• Предложен и реализован в виде компьютерной программы алгоритм выделения регуляторных сигналов белок-ДНКового взаимодействия.
• Показана практическая эффективность и актуальность созданной программы на основе ее детального тестирования.
1 Алгоритм реализован также на языке ANSI С для параллельной вычислительной архитектуры - этот результат не включается в диссертационную работу.
• Проведен поиск потенциальных сигналов белок-ДНКового взаимодействия в регуляторных областях генов гамма-протеобактерий и грам-положительных
4 бактерий.
• Найдены новые потенциальные сайты связывания регулятора GlpR, которые имеют своеобразные структуры (палиндромы или повторы) для разных групп организмов.
Теоретическая и практическая ценность.
Полученная программа может применяться для исследования как отдельных геномов организмов, так и их ортологичных рядов с целью поиска новых регуляторных сигналов указанного типа и других функционально-значимых участков. В программе предусмотрено задание различных вариантов функции качества сигнала, что позволяет искать сигналы с наперед заданными структурными особенностями (палиндромность, неравномерный буквенный состав и т.д.). ч
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на:
3-ей международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах», Самара, РАН, 4-9 сентября 2001;
3d International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and
Structure, BGRS'2002,14-20 July 2002, Novosibirsk, Russia.
Moscow Conference on Computational Molecular Biology (MCCMB'03), 22-25
July 2003, Moscow, Russia.
Научном семинаре по биоинформатике Института проблем передачи информации РАН под руководством профессора, члена-корреспондента РАН JI.M. Чайлахяна.
Научном семинаре по алгоритмам в геномике Московского 4 государственного университета им. Ломоносова (механико-математический и факультет) под руководством профессора В.А. Любецкого.
Московском семинаре по компьютерной генетике Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и четырех глав. Библиографический список использованной литературы включает 86 наименований. Объем работы 78 страниц машинописного текста, в том числе 14 таблиц и 12 рисунков.
