Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1. Особенности структурно-функциональной организации геномной ДНК 11
1.1.1. Общие сведения о структуре двойной спирали ДНК 11
1.1.2. Конформационные и физико-химические контекстно-зависимые свойства ДНК 13
1.1.3. Контекстно-зависимые конформационные и физико-химические свойства ДНК как особый тип кода, значимого для функционирования геномов 20
1.2. Регуляция транскрипции генов эукариот. Транскрипционные факторы и
топоизомераза 1 22
1.2.1. Структурно-функциональная организация 5-регуляторных районов, контролирующих транскрипцию генов эукариот 22
1.2.2. Классификация транскрипционных факторов 25
1.2.3. Основные типы ДНК-связывающих доменов транскрипционных факторов 29
1.2.3.1. ДНК-связывающий домен типа спираль-поворот — спираль 29
1.2.3.2. ДНК-связывающий домен, координированный ионами цинка 31
1.2.3.3. ДНК-связывающий домен, обогащенный положительно заряженными аминокислотными остатками 34
1.2.3.4. Домен типа |3-скэффолд 36
1.2.4. Конформация ДНК в комплексах с транскрипционными факторами 38
1.2.5. ДНК топоизомераза 1 41
1.3. Компьютерные методы распознавания функциональных последовательностей ДНК
46
1.3.1. Метод консенсуса 47
1.3.2. Метод весовых матриц 49
1.3.3. Метод скрытых Марковских цепей и байесовские сети 52
1.3.4. Метод дискриминантного анализа 54
1.3.5. Метод конформационных параметров: система B-DNA Video 54
1.3.6. Метод статистического потенциала 57
1.3.7. Статистические характеристики, используемые для сравнения точности методов распознавания 59
1.3.8. Метод филогенетического футпринтинга 64
Заключение по обзору литературы 66
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ. КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА SITECON 68
2.1. Компьютерная система SITECON: Выявление, визуализация и хранение данных о значимых контекстно-зависимых конформационных и физико- химических особенностях ДНК функциональных сайтов 68
2.1.1. Метод выявления значимо консервативных конформационных и физико-
химических свойств ДНК в позициях выборки функциональных сайтов 68
2.1.2. Визуализация информации о консервативных конформационных и физико-химических свойствах ДНК функциональных сайтов 71
2.1.3. База данных выборок иуклеотидных последовательностей сайтов связывания транскрипционных факторов 73
2.1.4. База знаний значимых конформационных и физико-химических свойств ДНК сайтов 74
2.2. Компьютерная система SITECON: Метод распознавания потенциальных сайтов
связывания транскрипционных факторов по их значимым конформационным и физико-
химическим характеристикам 75
2.2.1. Метод использования данных о значимо консервативных конформационных и физико-химических свойствах сайтов связывания транскрипционных факторов для распознавания потенциальных сайтов 75
2.2.2. Отбор конформационных и физико-химических свойств, наиболее информативных для распознавания 78
2.2.3. Расчет ошибок распознавания для определения значимости предсказанных сайтов, расчет стандартных характеристик для определения и сравнения качества распознавания 80
2.2.4. Сравнение качества распознавания разработанного метода с методом весовых матриц 83
2.2.5. Интерфейс пользователя Интернет — доступной системы SITECON 84
Заключение к главе 2 88
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНФОРМАЦИОННЫХ И ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ САЙТОВ СВЯЗЫВАНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ И САЙТОВ РАЗРЕЗАНИЯ ДНК ТОПОИЗОМЕРАЗОЙI ЧЕЛОВЕКА 89
3.1. Исследование сайтов связывания гетеродимера E2F/DP 89
3.2. Исследование сайтов связывания SF-1 99
3.3. Исследование сайтов связывания двух представителей транскрипционных факторов КЛАССА MADS. Анализ сходства и различия выявленных конформационных особенностей 107
3.3.1. Исследование сайтов связывания SRF 107
3.3.2 Исследование сайтов связывания МСМ1 116
3.4 Исследование консервативных характеристик сайтов расщепления ДНК
топоизомеразой I человека 122
3.4.1. Данные о контекстных особенностях сайтов расщепления ДНК топоизомеразой
I человека 122
3.4.2. Локальные конформационные и физико-химические особенности сайтов расщепления ДНК топоизомеразой I человека 123
3.4.3. Изгибная жесткость ДНК последовательностей и их связь со структурой и
функциональной активностью фермента 125
Заключение к главе 3 130
ГЛАВА 4. РАСПОЗНАВАНИЕ САЙТОВ СВЯЗЫВАНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ О КОНСЕРВАТИВНЫХ КОНФОРМАЦИОННЫХ И ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК 132
4.1. Распознавание сайтов связывания гетеродимера E2F/DP 132
4.2. Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и планирование
эксперимента по выявлению этих сайтов в промоторах генов млекопитающих 136
4.2.1. Метод распознавания сайтов связывания SF-1 136
4.2.2. Выбор порога распознавания сайтов связывания SF-1 138
4.2.3. Распознавание сайтов связывания SF-1 в промоторных районах генов стероидогенеза 139
4.2.4. Анализ локализации сайтов связывания SF-1 в регуляторных районах генов-ортологов 142
4.3. Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SREBP и
планирование эксперимента по выявлению этих сайтов в промоторах генов
млекопитающих 145
4.3.1. Метод распознавания сайтов связывания SREBP 145
4.3.2. Выявление сайтов связывания SREBP в промоторных районах генов липидного метаболизма 150
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 153
ВЫВОДЫ 156
Список цитируемой литературы 157
