Reja: Oqsil molekulalarida gomologik domenlarni izlash
Download 30.12 Kb.
|
Oqsil molekulalarida gomologik domenlarni izlash
|
Oqsil molekulalarida gomologik domenlarni izlash Reja: Oqsil molekulalarida gomologik domenlarni izlash Oqsil haqidagi ma’lumot bazalari Kerakli jihozlar: internetga ulangan kompyuter, prezentatsiya, tarqatma material Protein domeni oqsilning uchinchi darajali tuzilishining elementi bo'lib, u ancha barqaror va mustaqil protein substruktsiyasi bo'lib, uning yig'ilishi qolgan qismlardan mustaqil ravishda sodir bo'ladi. Domen odatda ikkinchi darajali strukturaning bir nechta elementlarini o'z ichiga oladi. Tuzilish sohalarida o'xshashlik nafaqat tegishli oqsillarda (masalan, turli hayvonlarning gemoglobinlarida), balki mutlaqo boshqa proteinlarda ham mavjud. Ko'pincha domenlarga alohida nomlar beriladi, chunki ularning mavjudligi oqsil tomonidan bajariladigan biologik funktsiyalarga bevosita ta'sir qiladi - masalan, tinchlantiruvchi Ca2 + bog'laydigan domen, turli transkripsiya omillarida DNK bilan bog'lanish uchun javobgar bo'lgan gomeodomain va boshqalar. Domenlar ularning shakllanishida etarlicha "avtonom" bo'lganligi sababli. Tuzilishi va o'z funktsiyasini bajarishi, gen muhandisligi yordamida siz oqsillardan biriga boshqasiga tegishli bo'lgan domenni "tikishingiz" mumkin (shu bilan protein-kimyo yaratadi). Muvaffaqiyatli bunday kimyo ikkala oqsilning funktsiyalarini birlashtiradi. Birinchi uch o'lchovli oqsil tuzilmalarini aniqlagandan so'ng, fazoviy tuzilish oqsilning aminokislotalar ketma-ketligidan ko'ra ko'proq konservativ ekanligi ma'lum bo'ldi. Aniqlangan ketma-ketlik o'xshashligi yo'qligida juda yaqin tarkibiy o'xshashliklarning ko'plab misollari tasvirlangan; ularning aksariyati ajralib chiquvchi evolyutsiya misollari. Odatda, mutatsiyalar, qo'shilishlar yoki o'chirilishlar ketma-ketligidan signal yo'qolgandan so'ng, strukturaviy xususiyatlar uzoq vaqt saqlanib turadi. Ushbu qoidadan istisnolar bormi? 1 ga teng ehtimollik bilan umumiy ajdodlari bo'lgan, ammo muhim tarkibiy farqlarga ega bo'lgan oqsillarning mavjudligi mumkinmi? Strukturaviy o'xshashlikni oqsil domenlarining birliklarida tavsiflash mumkin. SCOP ma'lumotlariga ko'ra, agar ikkilamchi strukturaning asosiy elementlari bir-biriga mos keladigan va bir xil nisbiy yo'nalishga ega bo'lsa, oqsillar bir xil domenga ega. Haqiqiy oqsillarga ushbu ta'rifni qo'llash, qaysi elementlarni asosiy deb hisoblash kerakligini hal qilishda mumkin bo'lgan sub'ektivlik tufayli tartibsizlikka olib kelishi mumkin. Shunga qaramay, oqsillarni qiyosiy tahlilidan foydalanib, muntazam ravishda sodir bo'ladigan va (β a) -barrel, OB-katlama, immunoglobulin va Rossman stakasi singari o'xshash tarkibiy qismlarni aniqlash mumkin edi. Ammo aksariyat hollarda, oqsillarning uchlamchi tuzilishini aniqlash taxminan yuz beradi va hatto mutaxassislar turli xil oqsillarga muayyan turdagi katlamni tayinlashda xato qilishadi. Amaldagi mezon noaniq bo'lishi mumkin va ko'pincha nafaqat tarkibiy ma'lumotlarga, balki tegishli oqsillarning evolyutsion va funktsional xususiyatlari to'g'risidagi ma'lumotlarga ham asoslangan bo'lishi mumkin. Quyida faqat strukturaning ma'lumotlariga asoslangan stackinglarni aniqlash usullari ko'rib chiqiladi. Shunga o'xshash uslubga ega bo'lgan oqsillar umumiy ajdodlarga ega bo'lishi shart emas. \ Tuzilishdagi o'xshashliklar mustaqil ravishda paydo bo'lishi mumkin, masalan, ikkilamchi struktura elementlari uchun ruxsat berilgan mekansal moslashuvlarning cheklanganligi tufayli. Ammo buning teskarisi ham mumkin. Aynan, evolyutsiyaga bog'liq bo'lgan proteinlar turli xil tuzilmalarni o'z ichiga oladi va shuning uchun ularni turli sohalarga ajratish mumkin. Bundan tashqari, so'nggi yillarda protein tarkibidagi tuzilmalar haqida mavjud ma'lumotlarning ko'payishi bilan bunday misollar ko'payib bormoqda. 80-yillarning boshlarida olimlar oqsil tuzilmalarida takrorlanadigan motiflarni tasvirlashdi. Bugun ular oqsillarni evolyutsiya jarayonida bitta tarkibiy sababdan boshqasiga o'zgartirishi qanday usullarni muhokama qilishadi. Ushbu mexanizmlar katta qiziqish uyg'otdi, chunki ular oqsil dunyosining tuzilishini tushunishimizga kuchli ta'sir qilishi aniq bo'ldi. Ularning mavjudligi molekulyar modellashtirish texnikasida qiyinchiliklarga olib keladi, bu "bir xil ketma-ketliklar - bir xil tuzilmalar" tezisiga juda ishonadi. Darhaqiqat, agar ma'lum bir usul to'plamidan foydalangan holda ushbu ketma-ketlikning o'xshashligi aniqlansa, ikkita ketma-ketlik o'xshash fazoviy tuzilishga ega bo'ladi degan fikr keng tarqalgan. Bundan tashqari, evolyutsiya paytida strukturaning muhim qismlarini o'zgartirish imkoniyati oqsillarni ketma-ketligi va tuzilishiga qarab tasniflashga qarama-qarshilikni keltirib chiqaradi. Ammo, eng asosiy savol, protein tarkibidagi tuzilmalar va mexanizmlarning evolyutsiyasi bilan bog'liq bo'lib, ularda oqsillar to'planishi o'zgarishi mumkin. Hozirgi vaqtda ushbu mexanizmlar ham amaliy, ham nazariy jihatdan kam o'rganilgan. Nazorat savollari: Domen nima? Domenlarni izlash metodlari? Oqsil haqidagi ma’lumot bazalari • PDB - oqsillarning fazoviy tuzilishi. Nazorat ostidagi ma'lumotlar bazalari: • Swiss-Prot - oqsillarning aminokislotalar ketma-ketligini o'z ichiga olgan eng yuqori sifatli ma'lumotlar bazasi; • KEGG - metabolizm haqida ma'lumot; • FlyBase - Drosophila haqida ma'lumot; COG - har birining nomiga qarama-qarshi bo'lgan alifbo ro'yxatidagi ortologik genlar to'g'risidagi ma'lumotlar. NCBI Genom ma'lumotlar bazasidagi tirik organizmlarning genomlari ro'yxati Tuzilgan ma'lumotlar bazalari Bunday ma'lumotlar bazalari arxivlangan va tuzatilgan ma'lumotlar bazasidan ma'lumotlarni qayta ishlash natijasida olingan: • SCOP - Oqsillarning tarkibiy tasnifi ma'lumotlar bazasi (oqsil tarkibi tavsiflangan); • PFAM - oqsil oilalari to'g'risidagi ma'lumotlar bazasi; • GO (Gen Ontologiyasi) - Genlarni tasniflash (bitta genga boshqacha nom berilmasligi va turli xil genlarga bir xil nom berilmasligi uchun atamalar to'plamini tuzish, terminologiyani tashkil qilish); • ProDom - oqsil domenlari. Genomlar va kasalliklar to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan ma'lumotlar bazalarining qiyosiy tavsiflari Biotibbiy ma'lumotlar bazasining maqbul tuzilishi bir nechta funktsional talablarga javob berishi kerak: - ma'lumotlar bazasi hajmi deyarli cheklanmagan bo'lishi kerak (ya'ni, faqat apparat parametrlari bilan cheklangan). Bugungi kunda adabiyotlarda e'lon qilingan ma'lumotlarning ahamiyatsiz qismi ma'lumotlarni rasmiylashtirish bilan bog'liq qiyinchiliklar tufayli ma'lumotlar bazalariga kiritilgan. DNK haqidagi ma’lumot bazalari GenBank (NCBI) EMBL (EBI) DDJB-Yaponiya EMBL- Evropa molekulyar biologiya laboratoriyasi DDBJ- Yaponiya DNK ma'lumotlar bazasi Entrez - bu NCBI-ning qidiruv va qidiruv tizimi bo'lib, foydalanuvchilarga ketma-ketlik, xaritalash, taksonomiya va tarkibiy ma'lumotlarga yaxlit kirishni ta'minlaydi. Zamonaviy ma'lumotlar bazalari jadval ma'lumotlari bilan ishlashga moslashtirilgan relyatsion ma'lumotlar bazalari asosida yaratiladi, shuning uchun oson rasmiylashtiriladigan ma'lumotlar (jadval ko'rinishida taqdim etiladi) ma'lumotlar bazasiga kiritiladi. Murakkab biologik tizimlar to'g'risida ma'lumotni to'liq rasmiylashtirish deyarli mumkin emas; - Ma'lumotlar bazasi to'liq qayta tuzilishga imkon beradigan darajada moslashuvchan bo'lishi kerak, chunki dinamik ravishda to'ldiriladigan ma'lumotlar bazasining batafsil tuzilishini oldindan tuzish mumkin emas. Ushbu talab molekulyar biologiya sohasidagi bilimlarning dinamik ravishda rivojlanib borayotganligidan kelib chiqadi va uni kompyuterda ishlash uchun qulay bo'lgan har qanday oldindan ishlab chiqilgan qattiq tizimda tasvirlash juda qiyin: - chunki maxsus xalqaro ma'lumotlar bazalarida turli xil xalqaro ma'lumotlar bazalarida taqdim etilgan ma'lumotlar ma'lumotlar bazasiga birlashtirilishi kerak. formatlar, ma'lumotlar bazasi nafaqat standart multimedia formatlarini, balki bir qator maxsus formatlarni (fazoviy molekulyar tuzilmalar, kimyoviy struktura) qo'llab-quvvatlaydigan gipermedia muhitida yaratilishi kerak. e formula boshqalar) .; - ma'lumotlar bazasini ishlashi va to'ldirishi kompyuter tarmoqlari orqali o'qimagan foydalanuvchilarga (biologlar, shifokorlar) kompyuter tarmoqlari orqali osonlikcha kirishi kerak. Ushbu xususiyatlardan foydalangan holda biz ba'zi bir ma'lumotlar bazalarini taqqoslaymiz: HEFalMP (http://sonorus.princeton.edu/hefalmp) "+" a) qidiruvlarning bir nechta turlari (garchi bu ko'pgina ma'lumotlar bazalari uchun odatiy bo'lsa); b) genlarning grafik funktsional aloqalarini quradi; c) qidiruv parametrlarini o'rnatishning qulay va oson usuli; "-" bu natijalarni chiqarish uchun noqulay format. GAD (Genetik assotsiatsiya ma'lumotlar bazasi) (http://geneticassociationdb.nih.gov) "+" a) so'rov bo'yicha batafsil ma'lumotni ko'rsatish (ba'zan hatto ortiqcha); b) boshqa ma'lumotlar bazalariga qaraganda (20 kasallik kasalliklari) juda katta ro'yxatdagi kasalliklar sinfini tanlash imkoniyati; v) namunaning hajmi va kelib chiqishi hisobga olingan holda; d) natija = matnli tavsif + faol havolalarga ega jadval; e) atrof-muhit omillarining ta'sirini hisobga olish (boshqa hech qanday ma'lumotlar bazasida mavjud emas); "-" oddiy qidiruvda faqat bitta "kalit so'zlar" so'rov formati mavjud (ma'lumotlar bazasidan foydalanuvchi shifokorlar uchun bu "+" bo'lishi mumkin). Genbankda turli organizm DNK va RNk ning ketma-ketligi mavjud. Ma'lumotlar bazalari va dasturlar. NCBI NCBI tarkibida kompyuter fanlari, molekulyar biologlar, matematiklar, biokimyogarlar, tadqiqotchilar va tarkibiy biologlardan hisoblangan molekulyar biologiyada asosiy va amaliy tadqiqotlar bilan shug'ullanadigan ko'p tarmoqli tadqiqot guruhi mavjud. Ushbu tergovchi nafaqat fundamental fanga muhim hissa qo'shibgina qolmay, balki amaliy tadqiqotlar uchun yangi usullarni yaratishda ham xizmat qiladi. Ular birgalikda matematik va hisoblash usullaridan foydalangan holda molekulyar darajada fundamental biomedikal muammolarni o'rganmoqdalar. Ushbu muammolarga genlarni tashkil etish, ketma-ketlik tahlili va tuzilmani bashorat qilish kiradi. Amaldagi tadqiqot loyihalarini saralash quyidagilarni o'z ichiga oladi: genlarni aniqlash va tahlil qilish, takroriy ketma-ketlik, oqsil sohalari va tarkibiy elementlar, inson genomining gen xaritasini yaratish, OIV infektsiyasining kinetikasini matematik modellashtirish, sekvensiya xatolarining ta'sirini tahlil qilish. ma'lumotlar bazasini qidirish, ma'lumotlar bazasini izlash va yangi ketma-ketlikni hizalanish uchun yangi algoritmlarni ishlab chiqish, keraksiz ketma-ketliksiz ma'lumotlar bazalarini qurish, ketma-ket o'xshashlikning statistik ahamiyatini baholashning matematik modellari va matnni olish uchun vektorli modellar. Bundan tashqari, NCBI tergovchilari NIH tarkibidagi bir nechta institutlar, shuningdek, ko'plab akademik va hukumat ilmiy laboratoriyalari bilan doimiy hamkorlik qilib kelmoqdalar.1992 yil oktyabr oyida NCBI GenBank DNK ketma-ket bazasi uchun javobgarlikni o'z zimmasiga oldi. NCBI xodimlari molekulyar biologiya bo'yicha malaka oshirgan bazani individual laboratoriyalar tomonidan taqdim etilgan ketma-ketliklar va xalqaro nukleotidlar ketma-ketligi ma'lumotlar bazasi, Evropa molekulyar biologiya laboratoriyasi (EMBL) va ma'lumotlar bilan ma'lumot almashish orqali yaratadilar. Yaponiya DNK ma'lumotlar bazasi (DDBJ). AQSh Patent va savdo markasi idorasi bilan kelishuvlar patentlangan ketma-ketlik ma'lumotlarini birlashtirishga imkon beradi. GenBankdan tashqari, NCBI tibbiy va ilmiy hamjamiyatlari uchun turli xil ma'lumotlar bazalarini qo'llab-quvvatlaydi va tarqatadi. Bularga onlaynda Mendeliya merosxo'rligi (OMIM), 3D oqsil tuzilmalarining molekulyar modellashtirish ma'lumotlar bazasi (MMDB), inson genomining gen xaritasi, taksonomiya brauzeri va saraton genom anatomiyasi loyihasi (CGAP) bilan hamkorlikda kiradi. Milliy Saraton Instituti. Entrez - bu NCBI-ning qidiruv va qidiruv tizimi bo'lib, foydalanuvchilarga ketma-ketlik, xaritalash, taksonomiya va tarkibiy ma'lumotlarga yaxlit kirishni ta'minlaydi. Entrez shuningdek ketma-ketliklar va xromosoma xaritalarining grafik ko'rinishini taqdim etadi. Entrezning kuchli va o'ziga xos xususiyati - tegishli ketma-ketliklar, tuzilmalar va havolalarni olish. Jurnal adabiyotlari MEDLINE-da 11 milliondan ortiq jurnallarga kirishni ta'minlovchi va ishtirok etuvchi nashriyotlarning veb-saytlarida to'liq matnli maqolalarga havolalarni o'z ichiga olgan PubMed veb-qidiruv interfeysi orqali mavjud. Genbankning tuzilshi - Locus- nomi nukleotid ketma-ketligi uzuligi, va uning tuzilishi halqali yoki chiziqli -Definition –gen haqida qisqacha ma’lumot - Accession- identifikator nomeri obyektning - Version- - Keywords- atamalar ro’yxati; - Sourse- organizmning to’liq nomlanishi, -Organism- o’rganiayotgan organizmning to’liq toksonomik identifikatsiyasi -Reference- adabiyotlar - Comment- komentariya Download 30.12 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|