Введение к работе
. В настоящее время стремительно нарастает объем информации о последовательности иуклостялов в ДЖ И РНК разнообразных биологических видов. Крупнеядне банки данных пуклестидных последовательностей созданы в Японии (ргпл, Европа (EM6U1 и Америке (GenBani:!. В связи с успехами методик .СКЕСННро-вания стало возможным в ближайшие 10-15 лет определить полную пос-
ледовательность ДНК человека, геном которого оценивается в 3*10 основания. Соответствующие научные программа "Геном человека" пгя-пяти d во всех развитых в научном отношении странах, в том числе и в нашеп стране (Watson s. 0.,^^: Баев А. А., Мирзабеков А. Д. .193?).
Од::ако. когда длина ухе известных последовательностей составляет МИЛЛИОНЫ пар ОСПОВаниЯ. (Nator-man М.,1
Если посмотреть на геном любого биологического вида кзк на программу его развития и осуществления жизненных функции, н'іписан-ную и отлаживаемую самой природой на протяжении всея истории развития жизни на Земле, становится понятным, что сравните?' >:!» компьютерный анализ генетических последовательностей как о;;нто вида, так и различных видов позволяет взглянуть на бпелогическу»' эволюцию со стороны генома. Именно поэтому, сейчас особое з:мчі -w.o приобретают новые методы сравнительного анализа ДНК, позЕОллі-агш виявлять самые ранние эволюционные образования в геноме. Таки^ является информационный метод анализа ДНК, который расширяет пеня тие подобия последовательностей, основанное на их гомологии, и ви-являет "скрытие" от обычных методов анализа взаимосвязи, учитывав все возможные совпадения основания между последовательностями .
Коль и задачи исследования. Основная цель настоящего исследования состояла в проведении анализа эволоционной дивергенции генов тРНК различных биологических видов, как имеющих одинаковую амино -кислотную специфичность, так и целых множеств генов тРНК различной аминокислотной специфичности; а также в проведении поиска "неканонических" (т.е. не имевших существенной гомологии с генами тРНКІ тРИК- подобных последовательностей в геноме человека, основываясь на результатах анализа эволюционной дивергенции последовательное -тея генов тР1К. Конкретные задачи исследования включали:
1. Построение, С Применением Теории Нечетких ОТНОШеНИЙ (Tamura S.,
19711, глобальной классификации генов тРНК одинаковой аминокислотной специфичности из банка данных embl, отражающей возможные эволюционные связи между тРНК из различных видов;
2. Построение схемы взаимосвязей между множествами генов тРНК раз
личной аминокислотной специфичности, отражающей эволюцию генетиче
ского кода и эволюционный порядок образования множеств тРНК строго
.определенной аминокислотной специфичности .
3. Поиск тРНК-подобных последовательностей ' в геноме человека .
. Научно-практическая новизна. Предложен новый подход к постро
ению филогении любых последовательностей ДНК и РНК на основе ана -
лиза преобладающих мутационных замен оснований при эволюционной
дивергенции последовательностей .
Впервые была построена обобщенная схема взаимосвязей между множествами генов тГНК различной .аминокислотной специфичности, определяющая исходную точку в образовании генов тРНК - лизиновую тГКК, и указывающая на вероятное вхождение в, дреанм» систему трансляции вместе с лизином еще четырех аминокислот: ser,typ,leu,cys.
Епервые было показано существование "неканонических" тРНК-по-добных последовательностей в геноме человека, не имеющих существ-
енноя гомологии с генаии тРНК. Впервые обнаружено, что большинство .таких последовательностей находится в кодирувтах районах геиока.
ІІовие алгоритми обработки матриц, предложенные автором при построении глобальной классификации генов тРНК были реализованы в виде комплекса программ для персональной ЭВМ. Разработанный комплекс позволяет классифицировать лобые объекты, мора отнесения между которыми определена, и получать графическое изображение взаимосвязей между объектами .
Основные положения, выносимые на зашиту.
-
Глобальнее классификация генов тР1'. одинаковой аминокислотной специфичности из различных видов. Поиск приоритетных замен оснований при эволециопноя дивергенция нуклеотилних последовательностей - новый подход к" построение их филогении .
-
Обобщенная схема взаимосвязей между множестпами генов тРНК различной аминокислотной специфичности. Лизиновые тРНК - исходное множество образования тРІІК новой аминокислотной специфичности.
-
Существование "неканонических" тРНК-подобны/. последовательностей в геноме человека .
Апробация работы. Результаты работы были доложены иа конференциях ло.ГИТП "Геном человека" (Переспавль-Залесския,1990Черноголовка, і9931; на . Всесоюзном симпозиуме- "Излекулярные механизмы генетических проиессов"(Москва.1990I; на 24 Ежегодном конгрессе Европейского обаества генетики человека (Эльсинср,19921; на конкурсе на лучыуп работу по биологии в Отделе кинетики химических и биологических процессов Института химической, физики РАН в 1991 и 1992 г.Г. "'-...-.'''.'
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы б б
печатных работах. . .
Структура и объем диссертации. Материал диссертации, состоя -шия из введения, обзора литературы .описания математических »-:то -
дов, использованных в работе, 3-х глав собственных исследования. оСсухаония и выводов, изложен на 200 страницах машинописного текста, вклвчая 12 таблиц и 30 рисунков. Список использованной литературы состоит из 216 наименования.