mems病毒全序列中間間隔s

mems病毒全序列中間間隔s

回文結(jié)構(gòu)與病毒序列是真核生物和原核生物基因的一個(gè)常見(jiàn)序列。它可能成為一種二級(jí)mrna結(jié)構(gòu)或特定字結(jié)構(gòu)等mrna結(jié)構(gòu)。序列中的回文結(jié)構(gòu)具有重要的生物學(xué)功能。例如，在細(xì)菌血漿中的低殘留字與限制性酶的識(shí)別位置密切相關(guān)。增強(qiáng)子中的回文結(jié)構(gòu)序列一般有助于調(diào)節(jié)反演基因表面的反演因素，促進(jìn)基因的形成。此外，還有一些疾病（如血管神經(jīng)水腫和維生素h）與回文結(jié)構(gòu)有關(guān)。廣義上的回文結(jié)構(gòu)序列包括幾個(gè)不同的糖帶的不對(duì)稱序列，這些序列可以轉(zhuǎn)化為單鏈鈉，并通常形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)（異質(zhì)結(jié)構(gòu)）。這一特點(diǎn)是回文結(jié)構(gòu)具有重要生物學(xué)功能的重要因素。環(huán)結(jié)構(gòu)中的糖含量大于4。當(dāng)還原反應(yīng)過(guò)程中的糖含量達(dá)到3-5對(duì)時(shí)，則還原反應(yīng)過(guò)程中的空間障礙基本可以克服。在這種情況下，形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)很容易阻止糖的轉(zhuǎn)化，從而有效地抑制下游遺傳因素的表達(dá)。在對(duì)抗劑藥物-反應(yīng)序列的研究中，回文序列位于基因圖譜的特定區(qū)域，并且返回詞被包含在另一個(gè)回文序列中。這種安排一定是為了結(jié)構(gòu)目的，一些蛋白質(zhì)可以識(shí)別這種結(jié)構(gòu)。近年來(lái),人們對(duì)病毒的研究中發(fā)現(xiàn),在研究一些病毒對(duì)宿主機(jī)體的損傷機(jī)制,以及特異性抗體的制備等方面,具有特殊長(zhǎng)度特殊位置及特殊組分的回文結(jié)構(gòu)起了很重要的作用.David(20041a)在研究SARS與其它冠狀病毒的回文結(jié)構(gòu)時(shí)指出,回文序列可能參與病毒的裝配、復(fù)制,在病毒的預(yù)防機(jī)制中起到重要作用.David(20052b)研究皰疹病毒的回文結(jié)構(gòu)時(shí)指出,回文結(jié)構(gòu)是與復(fù)制起始點(diǎn)相聯(lián)系的一種結(jié)構(gòu)序列.可見(jiàn),對(duì)回文結(jié)構(gòu)的研究對(duì)某些病毒性疾病的防治及針對(duì)性抗體的研究將起到不可估量的作用.1材料選擇2學(xué)習(xí)方法2.1ss冠狀病毒全序列和中間間隔序列的回文結(jié)構(gòu)本論文討論的是廣義的回文結(jié)構(gòu)序列,即中間有幾個(gè)無(wú)回文性質(zhì)的核苷酸間隔的序列.DNA雙鏈上的不同序列從不同的方向上(都從5′到3′端)讀得的序列如果一樣,那么認(rèn)為這段序列是回文結(jié)構(gòu).更具體定義回文結(jié)構(gòu)為b1…bLn1…nSb′L…b′1形式.其中b′與b是互補(bǔ)堿基,L是回文結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的一半(本文最小值為4),n1…nS是中間間隔序列,代表任意核苷酸,S是中間間隔序列的長(zhǎng)度(本文取值范圍是0～100).例如圖1是側(cè)翼長(zhǎng)度為5、中間間隔S為4的回文結(jié)構(gòu).根據(jù)回文結(jié)構(gòu)的定義,統(tǒng)計(jì)出SARS冠狀病毒全序列及5種冠狀病毒蛋白編碼序列中間間隔S從0到100、側(cè)翼序列長(zhǎng)度L從4開(kāi)始的所有回文結(jié)構(gòu).2.2回文數(shù)密度定義考慮到回文結(jié)構(gòu)中莖區(qū)比環(huán)區(qū)起到更重要的作用,把每1000個(gè)堿基中所包含的回文側(cè)翼個(gè)數(shù)定義為回文數(shù)密度,具體定義式如下:D=NS×1000.D=ΝS×1000.其中,D為某段序列所包含的回文的回文數(shù)密度,N為本段序列所包含回文的側(cè)翼個(gè)數(shù),S為本段序列的長(zhǎng)度(堿基數(shù)).3結(jié)果3.1編碼區(qū)回文密度統(tǒng)計(jì)出整個(gè)SARS病毒序列回文結(jié)構(gòu),然后根據(jù)它們所處的不同位置分類,本文分為五類:1)回文結(jié)構(gòu)全部落入某一編碼區(qū);2)回文結(jié)構(gòu)全部落入某一非編碼區(qū);3)回文結(jié)構(gòu)從某一編碼區(qū)開(kāi)始到另一編碼區(qū)結(jié)束;4)回文結(jié)構(gòu)從某一編碼區(qū)開(kāi)始到一非編碼區(qū)結(jié)束;5)回文結(jié)構(gòu)從某一非編碼區(qū)開(kāi)始到一編碼區(qū)結(jié)束.然后統(tǒng)計(jì)出各區(qū)域不同長(zhǎng)度回文的AT含量及回文數(shù)密度,作出它們的分布圖,如圖2、圖3.在作回文數(shù)密度分布圖時(shí),考慮到前兩類與后面三類的回文數(shù)密度差別很大,在此,只作出后三類的回文數(shù)密度分布.1)L大于7的回文主要分布在編碼區(qū),如圖2.2)編碼序列回文中AT含量與全序列回文的AT含量非常接近,而且,L小于7時(shí),低于全序列回文的AT含量,L大于7時(shí)結(jié)果正好相反.在非編碼序列及從一編碼開(kāi)始到另一編碼序列結(jié)束的回文中AT含量均高于全序列回文的AT含量.從一編碼區(qū)開(kāi)始到一非編碼區(qū)結(jié)束的回文以及從一非編碼開(kāi)始到一編碼序列結(jié)束的回文中,L小于5時(shí)AT含量高于全序列回文的AT含量,L大于5時(shí)反之.如圖2.3)各種回文數(shù)密度從多到少總的排序?yàn)?編碼-編碼、編碼-非編碼、非編碼-編碼.其中一個(gè)例外是在編碼-非編碼回文中出現(xiàn)了L等于8的回文.如圖3.3.2ss蛋白回文數(shù)密度與ss蛋白回文數(shù)密度的比較首先選取步長(zhǎng)為1000,統(tǒng)計(jì)出在SARS全序列中每1000個(gè)堿基中的回文數(shù)密度,畫(huà)出回文數(shù)密度在SARS全序列中的分布圖,如圖4.之后統(tǒng)計(jì)出SARS病毒序列中所有蛋白編碼序列的回文結(jié)構(gòu),并分別計(jì)算出它們的回文數(shù)密度D,同時(shí)計(jì)算出整個(gè)SARS病毒序列回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度,然后依據(jù)各蛋白在DNA序列中的位置給14個(gè)蛋白排序,最后作出了SARS病毒蛋白回文數(shù)密度分布圖,并與整個(gè)SARS病毒序列回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度進(jìn)行對(duì)比,如圖5.比較圖4、圖5可以看出:(1)以1000為步長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)出的SARS全序列回文數(shù)密度分布圖中雖然有幾個(gè)峰值,但仔細(xì)分析對(duì)應(yīng)它們?cè)谛蛄兄械奈恢冒l(fā)現(xiàn),除了最后一個(gè)最低點(diǎn)(x=29處)外其余幾個(gè)峰值均處于編碼SARS1蛋白序列中,所以說(shuō)SARS全序列回文數(shù)密度分布較均勻.(2)與SARS全序列回文數(shù)密度分布對(duì)比,各蛋白編碼序列的回文數(shù)密度有較大的差距,而且絕大部分蛋白編碼序列的回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度小于整個(gè)SARS病毒序列回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度,只有一個(gè)蛋白序列的回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度大于整個(gè)SARS病毒序列回文結(jié)構(gòu)數(shù)密度.而這一蛋白正是一重要結(jié)構(gòu)蛋白—S蛋白.3.3ss病毒回文結(jié)構(gòu)隨長(zhǎng)度l的變化特征統(tǒng)計(jì)了SARS病毒及與它相關(guān)的幾種冠狀病毒全序列的回文結(jié)構(gòu),并計(jì)算出回文結(jié)構(gòu)的AT含量,作出回文結(jié)構(gòu)AT含量隨長(zhǎng)度L的變化曲線如圖6.分析上述曲線發(fā)現(xiàn)SARS病毒回文結(jié)構(gòu)區(qū)別與其他冠狀病毒序列的回文結(jié)構(gòu)主要在L較大的區(qū)域.如一個(gè)L=12的回文結(jié)構(gòu),它的特點(diǎn)是冠狀病毒中最長(zhǎng)的回文結(jié)構(gòu)且其AT含量為100%.4ss病毒與其它冠狀病毒回文結(jié)構(gòu)的比較比較SARS病毒序列中不同區(qū)域的回文結(jié)構(gòu)特征時(shí)發(fā)現(xiàn),不同區(qū)域的回文結(jié)構(gòu)在回文長(zhǎng)度、AT含量及回文數(shù)密度方面均有很大差別.先前的一些研究也注意到了回文結(jié)構(gòu)位置的安排,如它們中有好多存在于操縱子、復(fù)制起始點(diǎn)、轉(zhuǎn)錄終止位置等重要區(qū)域,并且發(fā)揮著重要作用,而且發(fā)現(xiàn)它們也存在于基因圖譜的特定區(qū)域,在酵母序列中五個(gè)有功能的解折疊蛋白響應(yīng)元件均包含一個(gè)回文序列,其中有四個(gè)都是中間含有一個(gè)核昔酸C等.由此推測(cè),SARS病毒序列中不同回文結(jié)構(gòu)在不同區(qū)域的安排不是偶然的,不同特征的回文結(jié)構(gòu)在DNA序列不同區(qū)域中發(fā)揮各自不同的作用.在SARS病毒不同蛋白編碼序列回文數(shù)密度圖,及SARS病毒與其它幾種冠狀病毒的回文結(jié)構(gòu)AT含量分布圖中,S蛋白均顯示出它的特性,所有編碼蛋白的序列中只有S蛋白的回文數(shù)密度大于整個(gè)SARS病毒序列的回文數(shù)密度,而且,與其它冠狀病毒的比較中發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊的回文結(jié)構(gòu):一個(gè)L=12的回文結(jié)構(gòu),位置在22712-22723(TTATAATTATAA)和22796-22807(AATATTAATATT).它的特點(diǎn)是冠狀病毒中最長(zhǎng)的回文結(jié)構(gòu)且其AT含量為100%,同時(shí)左側(cè)及右側(cè)回文結(jié)構(gòu)均為重復(fù)序列,而且,它的位置處于編碼重要結(jié)構(gòu)蛋白-刺突蛋白(S蛋白)的序列中.S蛋白與病毒侵入宿主細(xì)胞的過(guò)程密切相關(guān),也是誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生中和抗體的主要蛋白,且它的受體是ACE2蛋白.研究表明:S蛋白受體結(jié)合域在第318-510位氨基酸殘基的片段內(nèi),而我們得到的SARS冠狀病毒中這一特殊的回文結(jié)構(gòu)位于第406～439位氨基酸,正好處于這一區(qū)域中.更巧的是我們發(fā)現(xiàn),編碼ACE2蛋白的序列中存在與SARS病毒L=12的回文結(jié)構(gòu)相同的序列,其序列中第276～282位有AATATT,正好是右側(cè)回文序列的一半,1035～1041位有TTATAA,正好是左側(cè)回文序列的一半.先前也有一些關(guān)于長(zhǎng)回文結(jié)構(gòu)的研究,如在酵母基因組(12.1Mb)中最長(zhǎng)的回文結(jié)構(gòu)為44bp,僅包含了兩個(gè)C-G堿基對(duì),偏好更顯著的長(zhǎng)、富含AT的回文結(jié)構(gòu)在線蟲(chóng)3號(hào)染色體和X染色體中被發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)回文結(jié)構(gòu)的過(guò)表達(dá)在許多方面有重要