ПЕРИОДИЧНОСТИ В РАСПОЛОЖЕНИИ НУКЛЕОТИДОВ В ПРОМОТОРАХ И ИХ РОЛЬ В УЗНАВАНИИ ПРОМОТОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ РНК-ПОЛИМЕРАЗОЙ

Кутузова Г. И., Макеев В. Ю., Франк Г. К., Полозов Р. В., Есипова Н. Г.
Институт биохимии им.А.Н. Баха РАН, 117071 Москва; Институт молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН, 117984 Москва; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино;
Методом матричного Фурье-анализа изучены закономерности расположения нуклеотидов и динуклеотидов на разных функциональных участках генома Е.coli. Проведена классификация промоторных участков E.coli по типу Фурье-спектра методами кластерного анализа и нейронных сетей. Проведен статистический анализ распределения периодических особенностей нуклеотидных последовательностей более 4 тысяч промоторов и примыкающих к ним с 5?- и с 3?-концов участков генома. На уровне значимости a< 0,05 отвергнута гипотеза об однородности выборок промоторов и прилежащих к ним участков ДНК для периодов Т=3, T=10-12, T=22 на основании U-критерия Манна-Уитни-Вилкоксона и для периодов Т=3, T=4, T=9,5-10,5, T=15-16,5, Т=22-25 в алфавите из всех четырех нуклеотидов, а также для периодов Т=2-3, Т=4, Т=8, Т=6,5, Т=9,5-11, Т=16, Т=16,5 в алфавите из 16 динуклеотидов на основании t-критерия Стьюдента. Таким образом, промоторные последовательности содержат периодичности в расположении нуклеотидов, отличающиеся от периодичностей других участков генома. Периодичности существуют и в расположении точек контактов между РНК-полимеразой и промоторами. Обнаружены статистически значимые корреляции между спектральной мощностью некоторых периодичностей и характеристиками силы промоторов (сродством к РНК-полимеразе и скоростью образования открытого комплекса). Эти наблюдения дают новый ключ к решению задачи о взаимодействии РНК-полимеразы с промоторами и предсказанию силы промотора. Работа поддержана грантом РФФИ (97-04-49707).