|
Conference publicationsAbstractsXXIII conferenceRole of Electrostatics in Transcription Regulation in ProcaryotesInstitute of Cell biophysics of RAS, Russia, 142290, Pushchino MR, Institutskaya str., 3, +7(929)606-98-28, aosypov@gmail.com 1 pp. (accepted)ДНК сильно заряжена, и роль электростатики важна для ее взаимодействия с белками-регуляторами транскрипции. DEPPDB - база данных электростатических и других физических свойств всех полных геномов - позволяет исследовать эту роль. Отрицательный ЭП распределен неоднородно вдоль молекулы ДНК и прямо, но не однозначно, зависит от ее GC состава. Измеренная частота связывания молекулы РНК-полимеразы вдоль генома прямо коррелирует с рассчитанным значением ЭП. Области регуляции транскрипции имеют выраженные особенности ЭП. Сайты связывания транскрипционных факторов различных белковых семейств в разных таксонах расположены в протяженных областях повышенного ЭП и сами имеют высокое его значение, комплиментарное распределению потенциала на поверхности белковой молекулы. Промоторы в среднем имеют повышенное значение величины и неоднородности профиля ЭП. Точки старта транскрипции прокариотических геномов характеризуются протяженной (сотни п.о.) зоной повышенного ЭП и серией неоднородностей непосредственно вокруг ТСТ. Это связано с посадкой белков и формированием других физических свойств, необходимых для обеспечения транскрипции. Детали этой архитектуры схожи у близких таксонов. Множество данных свидетельствует об электростатической природе промоторного up-элемента. Электростатика взаимодействует с другими физ. свойствами ДНК (изгибность, термостабильность, суперскрученность) и при их формировании, и при регуляции работы генома. Это выявляется при анализе термофильных и психрофильных геномов, переключения метаболизма у шизофилов, формирования up-элемента и т.д. Полученные данные позволяют сделать вывод о важности и универсальности роли электростатики в регуляции транскрипции у прокариот. Предлагаемый механизм влияет на вероятность связывания и точность позиционирования участвующих в регуляции транскрипции белков. Универсальный характер регуляторного воздействия электростатики позволяет предположить его важность для процесса горизонтального переноса генов и эволюции систем регуляции транскрипции и внести вклад в понимание проблемы повышенного содержания АТ в регуляторных областях генома. Особенности формирования физических свойств на основе нуклеотидной последовательности позволяют по-новому взглянуть на фундаментальные проблемы второго правила Чаргаффа, избыточности генетического кода и нейтральности синонимических замен и обосновать фундаментальное положение о фенотипе ДНК и принципы биофизической биоинформатики. Литература 1. Osypov A.A., Krutinin G.G., Krutinina E.A., Kamzolova S. G. DEPPDB - DNA Electrostatic Potential Properties Database. Electrostatic Properties of Genome DNA elements // J Bioinform Comput Biol 10(2), 2012.
|
