Előadást letölteni
Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon
KiadtaBéla Mezei Megváltozta több, mint 10 éve
1
Molekuláris rátermettség tájképek Kun Ádám
2
Rátermettség tájkép Minden genotípushoz rendeljünk egy fenotípust Minden fenotípushoz rendeljünk egy valósz számot, ami a rátermettsége.
3
Molekuláris rátermettség tájkép Enzimek aktivitása kihat az egyed rátermettségére. Az enzim aktivitás könnyen mérhető (az egyed rátermettsége nem) Az enzimek könnyen mutálhatóak és „szaporíthatóak” Az enzimek fenotípusa a 3D szerkezetük
4
Moran folyamat Populáció méret állandó. Átfedő generációk Halálozás véletlenszerű, szaporodás rátermettségarányos Rátermettség arányosan kiválasztunk egy egyedet. Ő fog szaporodni. Egy véletlen szerint választott egyed meghal, a helyébe szaporodik.
5
Legegyszerűbb tájkép rátermettség Fentipusos jelleg
6
Fuji hegy tájkép rátermettség Fentipusos jelleg
7
Két csúcs rátermettség Fentipusos jelleg
8
Mi van ha 3D-t nézünk?
9
Visszamutáció, rescue mutation Semleges mutáns Kritikus hely Rontó mutáció Visszaállító
10
Többszörös mutációk kérdése Legegyszerűbb feltevés, hogy a hatások függetlenek A kevés rendelkezésre álló adatból ez nagyjából igaznak vehető. Van egy kis pozitív hatás (azaz a 2. mutáció negatív hatása kisebb, mint várnánk)
11
RNS struktúra Neurospora VS ribozim 144 nukleotid hosszú
12
RNS másodlagos szerkezet Bázispárok számától függ a szabadenergia. Dinamikus optimalizáció a bázispárok számának maximalizálására (energia minimalizálására) A bázispárok energetikáját kísérletesen vizsgálják
13
RNS másodlagos szerkezet meghatározás Szekvencia R=r 1, r 2, r 3,..., r n ; ahol r i {A,C,G,U} Másodlagos szerkezet S = i.j bázispárok rendezett halmaza 1.1 i < j N 2. j - i>3 3.i.j és k.l bázispárokra (i<k) igaz az egyik: a)i=k és j=l (ugyanaz a bázispár) b)i<j<k<l (egymás után jönnek) c)i<k<l<j (i.j magába foglalja k.l-t) Keressük a legalacsonyabb energiájú (vagy ahhoz közeli) szerkezetet, feltehetően ez a másodlagos szerkezete egy RNS molekulának
14
Másodlagos szerkezet energiája hajtűkanyar halmozódó bázispár kitüremkedésbelső hurok elágazás A srtruktúra energiája a hurkok energiájától függ Bármely struktúra egyértelműen felbontható m+1 (m a bázispárok száma) hurokra A struktúra energiája, így az egyes hurkok energiájának összege
15
Struktúra a fenotípus A másolási sebesség, vagy az enzimatikus aktivitás a struktúrától függ. Egy RNS molekula fenotípusa nem a bázissorrend, hanem a struktúra. 4 N szekvencia lehetséges, mennyi struktúra? Hogyan határozzuk meg a struktúrát
16
RNS tájképek Kémiailag és fizikailag megalapozott genotípus-fenotípus térkép Ilyen máshol még nincs a biológiában
17
RNS tájképek tulajdonságai I Körülbelül 2.35 N struktúra, azaz egy struktúrához több szekvencia tartozik. Kevés mutáció (1-3) általában nem változtatja meg a struktúrát Ha van egy kompatibilis szekvenciánk, akkor az átlagosan 7.2 mutációval olyanná alakítható, hogy kívánt MFE struktúrája legyen
18
RNS tájképek tulajdonságai II AUCGUCUGUCGGCGAU GCAUGACUCAUUAUGC Mesterkópia: Mutáns: Semleges utak a tájképen Az utak 21.7%-a perkolál Azonos struktúra Azonos fitness
19
RNS tájképek tulajdonságai III Vannak gyakoribb struktúrák A szekvenciák zöme gyakori struktúrát vesz fel ( evolválódott ribozimek minden bizonnyal gyakoriak ) A struktúrák zömét csekély számú szekvencia veszi fel Minden szekvencia körüli kb. 20 mutációval elérhető gömbön belül minden gyakori struktúra elérhető
20
RNS tájképek következményei Az evolválódott ribozimek minden bizonnyal gyakori struktúrák.
21
Ribozimok rátermettség tájképe A rátermettség tájkép kísérletes adatokra épül Rátermettség tájképek általános szerkezetének vizsgálata Feltételezzük, hogy az enzimaktivitás arányos a rátermettséggel (protosejt)
22
Mely ribozimok jöhetnek szóba? 1. Jól karakterizált Csak a természetes ribozimok teljesítik ezt a kritériumot 2. Nem túl hosszú (praktikus ok) Az I-es és II-es csoportbeli intronok kiesnek 3. Nem lehet a transz ható enzim szerkezetben pszeudo-csomó (algoritmus követelménye) Hepatitis Delta Virus kiesik e miatt Neurospora VS Ribozyme, Hairpin, Hammerhead
23
Neurospora Varkund Satellit Ribozim N = 144 A pozíciók 83/144 (57%) mutálva van, mi összesen 183 mutánst vettünk figyelembe
24
VS Ribozim: mutációs kísérletek 144 nukleotidból 87-en végeztek mutációs kísérletet Összesen 183 mutánst vizsgáltak
25
VS Ribozim Aktív hely Szubsztrát kötés Hossz nem fontos Elágazások fontosak Kitüremkedés nem lehet a másik száron, de törölhető
26
Hairpin Ribozyme N = 50 A pozíciók 39/50 (78%) mutálva van, összesen 142 mutáns vettünk figyelembe
27
Ribozimokkal kapcsolatos általános megfigyelések 1.A szerkezet a fontos, nem az egyedi bázispárok 2.A szerkezet kissé változtatható 3.Vannak kritikus helyek 4.A tájkép multiplikatív (lehet hogy van egy gyenge szinergia)
28
Általános funkcionalitás tájkép Rendeljen minden lehetséges 4 N szekvenciához egy relatív enzimaktivitást I.Kompatibilis szerkezet II.Hibás bázispár III.Kritikus helyek IV. Jósolt struktúra
29
I. Kompatibilis szerkezet A célstruktúrának megfelelő bázis-párok mindegyike – legtöbbje – ki tud-e alakulni? Néhány hibás pár (rosszul párosított bázispár) megengedhető, de –Nem lehet kettő ilyen egymás mellett –Nem lehet egy régióban kettőnél több A a szekvenciával kompatibilis struktúrának megfelelő aktivitás.
30
II. Hibás bázispárok Minden megengedett hibás bázis-pár csökkenti az aktivitást Az elhelyezkedésüktől függően más hatásuk lehet az egyes hibás pároknak
31
III. Kritikus helyek Minden lehetséges nukleotidhoz rendelünk aktivitást ezeken a helyeken.
32
IV. Jósolt szerkezet A 2D szerkezet meghatározása. (Vienna RNA Package) Elfogadjuk, ha a célszerkezetbe tekeredik. A MFE nem biztos, hogy a kísérletesen meghatározott másodlagos szerkezet
33
A tájkép tulajdonságai = 0.26 = 0.22
Hasonló előadás
© 2024 SlidePlayer.hu Inc.
All rights reserved.