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).