Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.1: ДНК

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    66637

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Мінімум, який потрібно знати про ДНК хімії та генетичному коді

    В одній з найважливіших наукових робіт, коли-небудь опублікованих, Джеймс Уотсон і Френсіс Крик, зображені на рис. \(7.2\), Визначено структуру ДНК за допомогою три-CLUSTAL W (1,83) багаторазового вирівнювання послідовності

    зображення
    Малюнок 7.1: Багаторазове вирівнювання бета-ланцюга гемоглобіну для риб людини, шимпанзе, щурів і зебри, отриманого за допомогою ClustAlW.

    розмірна молекулярна модель, яка робить рівнину хімічну основу спадковості. Молекула ДНК складається з двох ниток, намотані один навколо одного, утворюючи тепер відому подвійну спіраль. Довільно одна пасмо маркується групою секвенування, щоб бути позитивною, а інша - негативною. Дві нитки молекули ДНК зв'язуються один з одним сполученням основи: основи однієї нитки з'єднуються з підставами іншої нитки. Аденін (А) завжди парається з тиміном (Т), а гуанін\((\mathrm{G})\) завжди парається з цитозином\((\mathrm{C}): \mathrm{A}\) з\(\mathrm{T}, \mathrm{G}\) з\(\mathrm{C}\). Для РНК Т замінюється урацилом (U). При зчитуванні послідовності нуклеотидів з однієї нитки необхідно вказати напрямок зчитування, а це можливо, посилаючись на хімічні зв'язки хребта ДНК. Звичайно, існує лише два можливі напрямки для читання лінійної послідовності основ, і вони позначаються як\(5^{\prime}-\) до-\(3^{\prime}\) і\(3^{\prime}-t o-5^{\prime} .\) важливо, дві окремі нитки молекули ДНК орієнтовані в протилежних напрямках. Нижче наведено початок послідовності кодування ДНК для білка бета-ланцюга гемоглобіну людини, розглянутого раніше:

    зображення

    Важливо розуміти, що тут є дві унікальні послідовності ДНК, і або одна, або навіть обидві, можуть бути кодуванням. Читання від\(5^{\prime}-\) до-\(3^{\prime}\), верхня послідовність починається «GTGCACCTG...», тоді як нижня послідовність закінчується «... CAGGTGCACC». Тут тільки верхні коди послідовності для бета-ланцюга гемоглобіну людини, а нижня послідовність - некодування.

    зображення
    Малюнок 7.2: Джеймс Уотсон та Френсіс Крик позують перед своєю моделлю ДНК. Оригінальна фотографія була зроблена в 1953 році, році відкриття, і була відтворена в 2003 році, через п'ятдесят років. Френсіс Крик, чоловік праворуч, помер у\(2004 .\)
    зображення
    Малюнок 7.3: Генетичний код. коди для однієї амінокислоти. Триплетне кодування нуклеотидів для амінокислот - знаменитий генетичний код, показаний на рис.7.3. Тут переклад на послідовність амінокислот «VHL...», де ми використовували генетичний код «GUG» = V, 'CAC'=H, 'CUG'\(=\) L. Три з двадцяти амінокислот, що використовуються тут, -\(\mathrm{V}=\) валін,\(\mathrm{H}=\) гістидин та\(L=\) лейцин

    Вирівнювання послідовності грубою силою

    Вирівнювання послідовності за допомогою динамічного програмування

    Штрафи за відкриття розриву та розширення розриву

    \(7.5\)Локальні вирівнювання

    \(7.6\)Програмне забезпечення

    Якщо у вас є в руках дві або більше послідовностей, які ви хотіли б вирівняти, є вибір програмних інструментів доступні. Для відносно коротких послідовностей можна використовувати програму LALIGN для глобальних або локальних вирівнювання: http://embnet.vital-it.ch/software/LALIGN_form.html

    Для довших послідовностей програмне забезпечення BLAST має смак, який дозволяє локальне вирівнювання двох послідовностей:

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/bl2seq/wblast2.cgi

    Ще одне корисне програмне забезпечення для глобального вирівнювання двох або більше довгих послідовностей ДНК - PipMaker.

    http://pipmaker.bx.psu.edu/pipmaker/

    Кілька глобальних вирівнювань білкових послідовностей використовують ClustAlw або T-Coffee:

    http://www.clustal.org/

    Більшість користувачів програмного забезпечення вирівнювання послідовностей хочуть порівняти задану послідовність з базою даних послідовностей. Програмне забезпечення BLAST найбільш широко використовується і поставляється в декількох версіях, залежно від типу послідовності та пошуку в базі даних:

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/