真核生物DNA甲基化作用与基因突变(英文)

迄今为止,不少人认为5-甲基胞嘧啶的存在可能是基因突变的“热点”。然而,事实上5-甲基胞嘧啶作为一种稀有碱基,本来就是许多真核生物DNA的正常组分。它的存在也是真核生物DNA的特征之一。 我们几年来所作的理论研究表明,5-甲基胞嘧啶不可能是基因突变的“热点”。由胞嘧啶甲基化成为5-甲基胞嘧啶,再经水解脱氨成为胸腺嘧啶的反应(C→m^5C→T)在正常生理条件下是不太可能发生的。在真核生物DNA中,G—C碱基对转变为A—T碱基对的反应可能是由互变异构碱基配对或其它因素引起的。

λ噬菌体DNA形成三链辫状结构的序列搜索

本文按照三碱基体中碱基的配合原则,通过对λ噬菌体DNA核苷酸序列作计算机深度搜索。在理论上建立了三链辫状结构模型。

分子进化研究中的一些问题

本文在强调生物系统的层次结构和非线性特征的基础上,就分子进化研究中存在的某些认识上的和方法学上的问题,提出了作者的观点和简要分析。

mRNA解折叠的链构象与相应新生肽链构象相关性的探索

在蛋白质翻译过程中,mRNA发夹依次解折叠成具有特定构象的单链,后者在核糖体上通过与A和P位点tRNA相互识别、取向和定位等,影响或决定肽基转移中心的新生肽链的构象。翻译过程是复杂的,但其机理可能是简单的。

三维遗传信息与第三遗传密码

本文系对生物系统的一个重大科学问题由假说到求证所作的阶段性自主探索的报导和讨论。主要涉及 mRNA 与编码蛋白质之间是否存在三维结构的遗传关系和对破译"第三遗传密码"的探索。事实上,基于实验数据和结构模型,我们已经发现和找到多项证据来证实这种关系的存在,但还缺乏直接的关键生物学实验证据来证明"三维遗传信息"存在的正确性。目前,生物学实验已起步。

DNA三链结构模型和能力学研究

本文按照用STM得到的一种变性DNA三链辫状结构图象,用分子建筑术分别构建了三链辫状结构和三链螺旋结构的分子模型。经过运用共轭梯度法优化后,作了能量分析,进而讨论了它们的稳定性和结构特征。

三碱基体的模型和能力学研究

三碱基体是形成三链DNA结构的基元,对其进行模型能力学研究具有一定的意义。本文在理论上给出了22种三碱基体,其中有16种已见文献报道。通过构型能量优化、进而作总能量和氢键能的计算,比较了这些三碱基体的相对稳定性和氢键能。

5SRNA二级结构的研究 1.一种以Fox模型为基础的微型计算机方法

本文系以Fox模型为兰本而设计的一种建立5S RNA二级结构的微型计算机方法。将5S RNA分子的核苷酸顺序作为信息输入,经Z—80微型计算机处理约4分钟后,即可建立在仅考虑二级相互作用的情况下,相当于Fox模型的具有最低自由能的二级结构。本方法获得的结果与同样以Fox模型为兰本的其它方法所得到的结果相符。本方法简便、快速和费用低廉,易于推广应用。

蛋白质可能作为遗传信息的载体吗?(英文)

分子生物学的“中心法则”表明:遗传信息的方向是从DNA→RNA→蛋白质。然而,截止目前为止,中心法则仍未从控制论和信息论获得足够的理论支持。此外,生物学中的一些特殊情况,例如,虽然用碱可使羊骚痒病基因不可逆地失活,但用对核酸具专一修饰作用的5种方法却都未能使其失活;另外,当间期细胞被某些因素激活并造成分裂时,在DNA合成之前蛋白质的合成就已经开始等,也都很难用中心法则来解释清楚。基于正常的翻译过程,也能容易地“设计”一个逆翻译机制的大概轮廓,并且这种机制既可以证明为什么中心法则没有理论基础,同时又可以说明遗传密码的简并性。 本文根据作者先前的一些研究结果,从控制论、信息论和理论生物学的角度,通过对DNA和蛋白质所存在的遗传信息载体的特征进行理论比较和分析的基础上,就蛋白质作为遗传信息载体的可能性、氨基酸-密码子间可能的配对方式以及遗传信息流的方向等问题进行了探讨。作者推测,蛋白质也许可作为遗传信息的载体参加信息的传递;遗传信息的传递除了中心法则所描述的途径外,似乎还有另外的一条途径,即遗传信息沿蛋白质→DNA(RNA)→蛋白质的方向流动,这里也包括了中心法则所描述的遗传信息流。毫无疑问,有关蛋白质在遗传信息传递过程中的位置与作用的研究,将会对分子生物学,?

生物系统中的对称性

本文是在讨论生物系统中的非线性问题(刘次全等,1992)的基础上,进而讨论生物系统的对称性问题。重点分析了生物系统在分子层次的对称性以及在生命进化和发展中对称性逐步破缺的过程。

理性面对“基因和基因组”

面对人类基因组,我们既是客体,也是主体,这种两重性将深刻影响人类自身.伴随着人类和其他一些生物种属(如模式生物等)基因组测序和作图的初步完成,以功能基因组为中心的探索已经大规模展开.结构和功能基因组学概念的提出,促使人们在全基因组的框架下,以全新的视角研究、认识和理解基因与基因组的生物学涵义及人类学的尊严.其中,人类基因组测序被称为这个时代最具突破性的科学事件.

人类基因同义密码子偏好的特征以及与基因GC含量的关系

对人类的 72 8个基因 ,按其编码区中GC的含量分成四组 (从GC <0 4 3到GC >0 5 8) ,分别考察了这四组样本对同义密码子偏好的特征 ,发现在全部样本中都呈现NTG (N代表四种碱基中的任一种 )特受偏爱和NCG尽量避免的特征 .基因环境中GC含量与C3/G3含量 (密码子第三位C和G的含量 )的相关分析 ,以及四组样本对密码子的偏好都支持以C结尾的密码子在编码中有特殊的优势 ,这种优势有利于保证翻译的准确性 .还考察了各种氨基酸含量随编码区GC含量不同而变化的趋势 .

大肠杆菌mRNA编码区长度、形成二级结构倾向与密码子偏好性的关系

从GenBank获得大肠杆菌K-12MG1655株的全基因组序列,计算了与基因密码子偏好性相关的多个参数(Nc、CAI、GC、GC3s),对其mRNA编码区长度、形成二级结构倾向与密码子偏好性之间的关系进行了统计学分析,发现虽然翻译效率(包括翻译速度和翻译精度)是制约大肠杆菌高表达基因的密码子偏好性的主要因素,同时,mRNA编码区长度及其形成二级结构的倾向也是形成这种偏好性的不可忽略的原因,而且对偏好性有一定程度的削弱。另外对mRNA编码区形成二级结构倾向的生物学意义进行了讨论分析。

与烟草细胞质雄性不育相关的线粒体基因atp9的mRNA研究

已知导入未编辑atp9 mRNA的烟草表现细胞质雄性不育(CMS),因此认为线粒体基因atp9是引起高等植物CMS的主要基因。为了解atp9在CMS中的作用机制,从3对烟草不育系及其同型保持系中提取atp9,利用实验与理论结合来分析其mRNA在编辑前后以及在不育系及其同型保持系中的一维、三维信息差别。结果表明,atp9mRNA一维信息方面的差异,更重要的是二级结构的差异和稳定性,可能是影响ATP合成而导致CMS的根本原因。

大肠杆菌基因中密码子前后碱基的使用与蛋白质结构

对一组E.coli基因中编码蛋白质各类二级结构 (α -螺旋、β-折叠片、无规卷曲和回折 )的密码子前后碱基的使用情况进行统计分析和比较 ,发现一些密码子前后碱基的使用有偏向 ,而且这些偏向与蛋白质的二级结构有关联。这同时亦表明 ,E.coli基因中同义密码子的选用与蛋白质的二级结构有一些关联。模型对于蛋白质结构预测算法的改进以及基因工程的研究有辅助作用。

核酸四碱基体的量子化学计算方法比较

对9种四碱基体进行了6种半经验方法和HF/STO-3G的计算，结果表明PM3方法对四碱基体体系的计算比较适宜，其结果与从头算结果接近，而且大大缩短了计算时间。计算还说明，四碱基体极有可能是通过碱基对形成。由稳定能的顺序看，除已报道的3种四碱基体G4、G·C·G·C和U4外，一种新的G·C·G·C四碱基体也有稳定存在的可能。

人基因中密码子前后碱基使用与蛋白质结构

对62个人基因中编码蛋白质各类二级结构 (α -螺旋、β-折叠片、无规卷曲和回折 )的密码子前后碱基的使用情况进行统计分析和比较 ,发现多数密码子前后碱基的使用有一定偏向 ,而且这些偏向与蛋白质的二级结构有关联。这同时亦提示 ,同义密码子的选用与蛋白质的二级结构有一些关联。结果对于蛋白质结构预测算法以及基因工程的研究有辅助作用。

mRNA的序列、结构以及翻译速率与蛋白质结构的关系

mRNA所包含的核苷酸序列通过三联体密码子决定了蛋白质的氨基酸序列。但是, 由于对氨基酸同义密码使用频率上的差异, 密码子与反密码子相互作用效率上的不同, 以及密码子上下文关系和mRNA 不同区域二级结构上的差异, 造成了核糖体对mRNA 不同区域翻译速度上的差异, 加之共翻译折叠的作用, 使得mRNA 的序列和结构影响着蛋白质空间结构的形成。

蛋白质结构的分形及其与进化关系的研究

本文在应用分形理论对蛋白质分子结构的分形进行研究的基础上，从非线性角度，就蛋白质多肽链的结构与分形以及球蛋白三维结构的分形与进化的关系问题，进行了理论探讨和分析。作者认为，分形理论的原理和方法在上述研究领域中的应用，不仅可以对这些问题的复杂性给予较好地描述；而且更重要的是，将可为人们进一步认识生物大分子的性质和特征提供一些有益的启示和新的信息，同时。