大腸桿菌核心啟動子的化學特性分析.pdf

1、基因轉錄是遺傳信息傳遞和表達的樞紐，是基因表達調控機制發(fā)揮作用的重要環(huán)節(jié)。而啟動子是決定轉錄起始位點和轉錄頻率的關鍵元件，因此啟動子分析對整個基因組功能的詮釋具有重要意義。原核生物體的基因組成和結構相對于人類基因來說，比較簡單，在基因組測序時為人類基因組計劃提供了借鑒，更重要的是對這些原核生物體的功能基因的認識可以為認清人類基因組的功能提供更多的幫助，推動基因組研究方法和技術的發(fā)展。 在DNA數(shù)值映射方面，簡單的、人為的A、T、

2、C、G賦值所反映出DNA序列的生物學意義十分有限。基于此，我們提出用核酸的物理化學屬性值來映射DNA序列，與現(xiàn)有方法相比能夠反映出DNA序列更多的生物信息，更適合應用于分析DNA序列的信號處理方法中。 本文的研究對象是模式生物基因組計劃的生物之一――大腸桿菌啟動子，其序列數(shù)據(jù)取自NCBI數(shù)據(jù)庫。在用核苷酸的化學屬性值對大腸桿菌序列進行數(shù)值化后，本文采用小波分析來尋找大腸桿菌核心啟動子的化學結構特征。研究表明：除印證了核心啟動子-

3、10和-35區(qū)的特征組件在轉錄調控中具有重要的作用外，還進一步討論了堿基T中的氧原子很有可能作為氫受體，且氧原子與RNA聚合酶中的氫供體形成氫鍵而成為-35區(qū)的作用位點；推測-10區(qū)成為氫供體和受體的可能都很小，主要以范德華作用與聚合酶作用，其結構取向很可能成為RNA聚合酶定位的關鍵因素以及磷原子有可能就是該結構中的重要作用位點。此外，我們在-53區(qū)的地方發(fā)現(xiàn)了新的特征。-53區(qū)不僅富含堿基A，而且RNA聚合酶的某特定結構與DNA可能以

4、非氫鍵的方式相互結合，這很有可能是RNA聚合酶全酶在DNA序列上最初始的定位。 啟動子的識別問題是生物信息學研究的重要問題之一，本文得到的特征化學描述符，對探索啟動子的識別與預測具有參考價值。 全文結構安排如下： 第一章-緒論。簡要介紹生物信息學相關知識，生物信息學中的數(shù)據(jù)庫以及啟動子研究的現(xiàn)狀和方法。 1 第二章-序列分析新方法研究。首先介紹了化學結構對DNA序列行為的重要影響；接著分析比較了各