mems病毒全序列中间间隔s

mems病毒全序列中间间隔s

回文结构与病毒序列是真核生物和原核生物基因的一个常见序列。它可能成为一种二级mrna结构或特定字结构等mrna结构。序列中的回文结构具有重要的生物学功能。例如，在细菌血浆中的低残留字与限制性酶的识别位置密切相关。增强子中的回文结构序列一般有助于调节反演基因表面的反演因素，促进基因的形成。此外，还有一些疾病（如血管神经水肿和维生素h）与回文结构有关。广义上的回文结构序列包括几个不同的糖带的不对称序列，这些序列可以转化为单链钠，并通常形成茎环结构（异质结构）。这一特点是回文结构具有重要生物学功能的重要因素。环结构中的糖含量大于4。当还原反应过程中的糖含量达到3-5对时，则还原反应过程中的空间障碍基本可以克服。在这种情况下，形成的发夹结构相对稳定。这种结构很容易阻止糖的转化，从而有效地抑制下游遗传因素的表达。在对抗剂药物-反应序列的研究中，回文序列位于基因图谱的特定区域，并且返回词被包含在另一个回文序列中。这种安排一定是为了结构目的，一些蛋白质可以识别这种结构。近年来,人们对病毒的研究中发现,在研究一些病毒对宿主机体的损伤机制,以及特异性抗体的制备等方面,具有特殊长度特殊位置及特殊组分的回文结构起了很重要的作用.David(20041a)在研究SARS与其它冠状病毒的回文结构时指出,回文序列可能参与病毒的装配、复制,在病毒的预防机制中起到重要作用.David(20052b)研究疱疹病毒的回文结构时指出,回文结构是与复制起始点相联系的一种结构序列.可见,对回文结构的研究对某些病毒性疾病的防治及针对性抗体的研究将起到不可估量的作用.1材料选择2学习方法2.1ss冠状病毒全序列和中间间隔序列的回文结构本论文讨论的是广义的回文结构序列,即中间有几个无回文性质的核苷酸间隔的序列.DNA双链上的不同序列从不同的方向上(都从5′到3′端)读得的序列如果一样,那么认为这段序列是回文结构.更具体定义回文结构为b1…bLn1…nSb′L…b′1形式.其中b′与b是互补碱基,L是回文结构长度的一半(本文最小值为4),n1…nS是中间间隔序列,代表任意核苷酸,S是中间间隔序列的长度(本文取值范围是0～100).例如图1是侧翼长度为5、中间间隔S为4的回文结构.根据回文结构的定义,统计出SARS冠状病毒全序列及5种冠状病毒蛋白编码序列中间间隔S从0到100、侧翼序列长度L从4开始的所有回文结构.2.2回文数密度定义考虑到回文结构中茎区比环区起到更重要的作用,把每1000个碱基中所包含的回文侧翼个数定义为回文数密度,具体定义式如下:D=NS×1000.D=ΝS×1000.其中,D为某段序列所包含的回文的回文数密度,N为本段序列所包含回文的侧翼个数,S为本段序列的长度(碱基数).3结果3.1编码区回文密度统计出整个SARS病毒序列回文结构,然后根据它们所处的不同位置分类,本文分为五类:1)回文结构全部落入某一编码区;2)回文结构全部落入某一非编码区;3)回文结构从某一编码区开始到另一编码区结束;4)回文结构从某一编码区开始到一非编码区结束;5)回文结构从某一非编码区开始到一编码区结束.然后统计出各区域不同长度回文的AT含量及回文数密度,作出它们的分布图,如图2、图3.在作回文数密度分布图时,考虑到前两类与后面三类的回文数密度差别很大,在此,只作出后三类的回文数密度分布.1)L大于7的回文主要分布在编码区,如图2.2)编码序列回文中AT含量与全序列回文的AT含量非常接近,而且,L小于7时,低于全序列回文的AT含量,L大于7时结果正好相反.在非编码序列及从一编码开始到另一编码序列结束的回文中AT含量均高于全序列回文的AT含量.从一编码区开始到一非编码区结束的回文以及从一非编码开始到一编码序列结束的回文中,L小于5时AT含量高于全序列回文的AT含量,L大于5时反之.如图2.3)各种回文数密度从多到少总的排序为:编码-编码、编码-非编码、非编码-编码.其中一个例外是在编码-非编码回文中出现了L等于8的回文.如图3.3.2ss蛋白回文数密度与ss蛋白回文数密度的比较首先选取步长为1000,统计出在SARS全序列中每1000个碱基中的回文数密度,画出回文数密度在SARS全序列中的分布图,如图4.之后统计出SARS病毒序列中所有蛋白编码序列的回文结构,并分别计算出它们的回文数密度D,同时计算出整个SARS病毒序列回文结构数密度,然后依据各蛋白在DNA序列中的位置给14个蛋白排序,最后作出了SARS病毒蛋白回文数密度分布图,并与整个SARS病毒序列回文结构数密度进行对比,如图5.比较图4、图5可以看出:(1)以1000为步长统计出的SARS全序列回文数密度分布图中虽然有几个峰值,但仔细分析对应它们在序列中的位置发现,除了最后一个最低点(x=29处)外其余几个峰值均处于编码SARS1蛋白序列中,所以说SARS全序列回文数密度分布较均匀.(2)与SARS全序列回文数密度分布对比,各蛋白编码序列的回文数密度有较大的差距,而且绝大部分蛋白编码序列的回文结构数密度小于整个SARS病毒序列回文结构数密度,只有一个蛋白序列的回文结构数密度大于整个SARS病毒序列回文结构数密度.而这一蛋白正是一重要结构蛋白—S蛋白.3.3ss病毒回文结构随长度l的变化特征统计了SARS病毒及与它相关的几种冠状病毒全序列的回文结构,并计算出回文结构的AT含量,作出回文结构AT含量随长度L的变化曲线如图6.分析上述曲线发现SARS病毒回文结构区别与其他冠状病毒序列的回文结构主要在L较大的区域.如一个L=12的回文结构,它的特点是冠状病毒中最长的回文结构且其AT含量为100%.4ss病毒与其它冠状病毒回文结构的比较比较SARS病毒序列中不同区域的回文结构特征时发现,不同区域的回文结构在回文长度、AT含量及回文数密度方面均有很大差别.先前的一些研究也注意到了回文结构位置的安排,如它们中有好多存在于操纵子、复制起始点、转录终止位置等重要区域,并且发挥着重要作用,而且发现它们也存在于基因图谱的特定区域,在酵母序列中五个有功能的解折叠蛋白响应元件均包含一个回文序列,其中有四个都是中间含有一个核昔酸C等.由此推测,SARS病毒序列中不同回文结构在不同区域的安排不是偶然的,不同特征的回文结构在DNA序列不同区域中发挥各自不同的作用.在SARS病毒不同蛋白编码序列回文数密度图,及SARS病毒与其它几种冠状病毒的回文结构AT含量分布图中,S蛋白均显示出它的特性,所有编码蛋白的序列中只有S蛋白的回文数密度大于整个SARS病毒序列的回文数密度,而且,与其它冠状病毒的比较中发现一个特殊的回文结构:一个L=12的回文结构,位置在22712-22723(TTATAATTATAA)和22796-22807(AATATTAATATT).它的特点是冠状病毒中最长的回文结构且其AT含量为100%,同时左侧及右侧回文结构均为重复序列,而且,它的位置处于编码重要结构蛋白-刺突蛋白(S蛋白)的序列中.S蛋白与病毒侵入宿主细胞的过程密切相关,也是诱导机体产生中和抗体的主要蛋白,且它的受体是ACE2蛋白.研究表明:S蛋白受体结合域在第318-510位氨基酸残基的片段内,而我们得到的SARS冠状病毒中这一特殊的回文结构位于第406～439位氨基酸,正好处于这一区域中.更巧的是我们发现,编码ACE2蛋白的序列中存在与SARS病毒L=12的回文结构相同的序列,其序列中第276～282位有AATATT,正好是右侧回文序列的一半,1035～1041位有TTATAA,正好是左侧回文序列的一半.先前也有一些关于长回文结构的研究,如在酵母基因组(12.1Mb)中最长的回文结构为44bp,仅包含了两个C-G碱基对,偏好更显著的长、富含AT的回文结构在线虫3号染色体和X染色体中被发现,长回文结构的过表达在许多方面有重要