硒元素是一種生命必需的微量元素,其在體內(nèi)主要以硒蛋白的形式存在和發(fā)揮作用,與多種生理過程及重大疾病有關(guān)。目前,用生物信息學(xué)方法分析硒蛋白基因是硒蛋白研究的一個重要方向。硒蛋白的結(jié)構(gòu)特征是硒蛋白生物信息學(xué)研究的基礎(chǔ),硒代半胱氨酸（Sec）由UGA密碼子編碼,Sec的生物合成需要mRNA中一種特殊莖環(huán)結(jié)構(gòu)即SECIS結(jié)構(gòu)和數(shù)種反式作用因子,如Sec-tRNA和硒代半胱氨酸合成酶等。目前,有關(guān)硒蛋白的研究主要報道于動物、少量原生生物、細(xì)菌和少數(shù)古細(xì)菌中,而有關(guān)單細(xì)胞真核生物的硒蛋白基因及硒蛋白合成過程中涉及的RNA元件的系統(tǒng)研究還沒有報道。本研究主要通過以下方法進(jìn)行真核生物硒蛋白基因及重要RNA元件的識別和分析:一、.Sec-TGA硒蛋白基因編碼區(qū)的識別。首先輸入數(shù)據(jù)識別出信號位點,然后構(gòu)建包含TGA密碼子的外顯子,最后使用適合于硒蛋白基因的組裝算法SelGenAmic識別所有硒蛋白基因。二、SECIS結(jié)構(gòu)識別。通過分析已知的SECIS結(jié)構(gòu)模型,用模式匹配和協(xié)方差共變分析的方法構(gòu)建新的SECIS結(jié)構(gòu)模型,在硒蛋白基因下游DNA序列中尋找可能的SECIS結(jié)構(gòu),并使用RNAeval計算其最小自由能...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1硒代半胱氨酸合成

硒代半胱氨酸的合成在原核生物和真核生物中不同,如圖1.1。在原核細(xì)胞中,tRNA[Ser]Sec的合成先在絲氨酸-tRNA合成酶(SerS)的作用下結(jié)合絲氨酸,然后通過Sec合成酶(SelA)將絲氨酸部分轉(zhuǎn)化為硒半胱氨酸產(chǎn)物。最后,SelA利用硒磷酸合成酶(SelD)提供的硒作為....

圖1.2哺乳動物SECIS模型

在SECISearch算法的基礎(chǔ)上,硒蛋白生物信息學(xué)預(yù)測技術(shù)也不斷的發(fā)展。隨后在2002年發(fā)現(xiàn)了一個新的硒蛋白基因SelM及新的SECIS結(jié)構(gòu)[64],說明了原有硒蛋白識別算法需改進(jìn)。相比圖1.2的SECIS結(jié)構(gòu)模型,修改后的模型整體結(jié)構(gòu)沒有改變,但SECIS結(jié)構(gòu)的核心位置上的保....

圖1.3 bSECIS模型[66]

隨著真核生物硒蛋白SECIS檢索程序被廣泛使用之后,在2005年原核生物硒蛋白基因SECIS結(jié)構(gòu)模型被Zhang和他的同事們開發(fā)出來并命名為bSECISearch。識別真核生物和原核生物硒蛋白基因SECIS結(jié)構(gòu)的過程之所以存在差異,是因為SECIS結(jié)構(gòu)的位置在真核生物硒蛋白mRN....

圖2.1 SELENODB數(shù)據(jù)庫中的物種

第一組是SELENODB數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),SELENODB數(shù)據(jù)庫收集了已脊椎動物為主的硒蛋白信息,其中包含59個物種的硒蛋白序列以及SECIS結(jié)構(gòu)序列,這些物種的進(jìn)化關(guān)系見圖2.1。其中后生動物有58個物種,節(jié)肢動物和無脊椎動物現(xiàn)收集在SELENODB數(shù)據(jù)庫中分別只有1個物種。而在....

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