Анализ специфичности расщепления ДНК ультразвуком (1102352), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Выборочные средние относительных частот расщепления и их 95%доверительные интервалы. Обозначения: ○, ▲, ■, ◊ - среднее,I- 95% доверительныйинтервал.Анализ влияния фланкирующих нуклеотидов N1 (5‟-концевого) и N4 (3‟концевого) (где N – любой из нуклеотидов A, C, G, T) для всех тетрануклеотидовN1N2„N3N4 на относительную частоту ультразвукового расщепления в их центрепоказал (положение разрыва условно отмечено штрихом), что это влияниестатистически значимо (p<<α=0.05) в каждой из 16 групп тетрануклеотидов. Длячетырех групп тетрануклеотидов – NCAN, NCGN, NTAN, NTTN – можно выделитьстатистически достоверные максимальные средние значения относительной частотыразрыва.
Они соответствуют тетрануклеотидам GCAG, GCGA, GTAG и GTTA.На Рис.2.5 и в Таблице 2относительныхчастотразрываприведены значения выборочных характеристиквцентральныхтетрануклеотидов.37фосфодиэфирныхсвязях25638Рис.2.5. (a-d) Выборочные средние относительных частот расщепления центральнойфосфодиэфирной связи в 256 тетрануклеотидов N1N2„N3N4 (положение разрываусловно отмечено штрихом) и их 95% доверительные интервалы. Обозначения: ○, ▲, ■,◊-среднее, I - 95% доверительный интервал.39Таблица 2.
Выборочные характеристики относительных частот ультразвуковогорасщепления центральной фосфодиэфирной связи в 256 тетрануклеотидах.Обозначения:N – объѐм выборки;R – средняя величина;S – стандартное отклонение;S R – стандартное отклонение среднего.AAAAAAACAAAGAAATCAAACAACCAAGCAATGAAAGAACGAAGGAATTAAATAACTAAGTAATN23215193961148077771194988132108735595AACAAACCAACGAACTCACACACCCACGCACTGACAGACCGACGGACTTACATACCTACGTACTN967710078588546735934836138797143R0.8940.8830.9150.9510.9210.8770.9380.9350.9210.8870.9360.9170.9520.9160.9970.929R0.9380.8810.9230.9190.9430.8200.8710.9000.9350.9210.9130.9140.9860.8870.9210.973S0.1320.1390.1070.1420.1690.1180.1420.1260.1130.1170.1130.1270.1250.0970.1550.124S0.1120.1310.1280.1270.1510.1300.1740.1160.1660.1170.1560.1290.0940.1130.1010.114SR0.0090.0110.0130.0130.0120.0150.0150.0150.0120.0190.0140.0110.0130.0150.0180.013AATAAATCAATGAATTCATACATCCATGCATTGATAGATCGATGGATTTATATATCTATGTATTN11065981297567708891927776678969115AAGAAAGCAAGGAAGTCAGACAGCCAGGCAGTGAGAGAGCGAGGGAGTTAGATAGCTAGGTAGTN709172798110082925059485041504026SR0.0110.0150.0130.0140.0200.0140.0260.0140.0220.0200.0170.0160.0150.0130.0120.01740RS0.1210.1170.1270.1150.1370.1890.1030.1080.0830.1200.1130.1070.1290.1140.1060.132RS0.0980.1420.1330.1080.1460.1360.1280.1370.1180.1090.1170.1070.0820.1140.1450.1970.9250.9130.9130.8750.9100.8010.8790.8630.9070.9500.9290.9130.9130.8580.9460.9140.9050.8450.9240.8990.9350.8460.9320.8970.8800.8890.9140.8740.9350.9070.8860.975SR0.0120.0140.0130.0100.0160.0230.0120.0110.0090.0120.0130.0120.0160.0120.0130.012SR0.0120.0150.0160.0120.0160.0140.0140.0140.0170.0140.0170.0150.0130.0160.0230.039Таблица 2 (продолжение).
Выборочные характеристики относительных частотультразвукового расщепления центральной фосфодиэфирной связи в 256тетрануклеотидах.Обозначения:N – объѐм выборки;R – средняя величина;S – стандарнтое отклонение;S R – стандартное отклонение среднего.ACAAACACACAGACATCCAACCACCCAGCCATGCAAGCACGCAGGCATTCAATCACTCAGTCATN575386677345968112671897393948480ACCAACCCACCGACCTCCCACCCCCCCGCCCTGCCAGCCCGCCGGCCTTCCATCCCTCCGTCCTN78727945451071035911850486153887070R1.1031.1081.1831.1161.0250.9891.1901.0731.2231.1741.3561.1861.1271.1121.2311.129R0.9750.9861.0641.0120.9300.9120.9920.9411.0801.0851.1301.0860.9990.9431.0350.966S0.1760.1770.2130.1810.1780.1490.2130.1680.2040.2150.2630.2030.1710.1440.2660.200S0.1120.1470.1430.1010.0930.1150.1470.1380.1530.2230.1300.1500.1270.1130.1490.130SR0.0230.0240.0230.0220.0210.0220.0220.0190.0180.0260.0280.0240.0180.0150.0290.022ACGAACGCACGGACGTCCGACCGCCCGGCCGTGCGAGCGCGCGGGCGTTCGATCGCTCGGTCGTN86966153639191551008710272471046558ACTAACTCACTGACTTCCTACCTCCCTGCCTTGCTAGCTCGCTGGCTTTCTATCTCTCTGTCTTN4474586923737367409011288315610181SR0.0130.0170.0160.0150.0140.0110.0140.0180.0140.0320.0190.0190.0180.0120.0180.01641RS0.3310.3090.2830.3690.3090.2200.3110.2460.5770.3580.3340.3240.3710.2820.2650.227RS0.2100.1340.2430.1580.1450.1280.1570.1200.1660.2270.2160.2250.0680.1310.1950.1881.5371.3621.4831.3811.4321.2571.4171.3281.7831.4621.5491.4271.5431.3001.5431.2631.1601.0641.1571.0601.0310.9801.1181.0291.2271.2561.3031.2101.0980.9921.1491.042SR0.0360.0320.0360.0510.0390.0230.0330.0330.0580.0380.0330.0380.0540.0280.0330.030SR0.0320.0160.0320.0190.0300.0150.0180.0150.0260.0240.0200.0240.0120.0180.0190.021Таблица 2 (продолжение).
Выборочные характеристики относительных частотультразвукового расщепления центральной фосфодиэфирной связи в 256тетрануклеотидах.Обозначения:N – объѐм выборки;R – средняя величина;S – стандарнтое отклонение;S R – стандартное отклонение среднего.AGAAAGACAGAGAGATCGAACGACCGAGCGATGGAAGGACGGAGGGATTGAATGACTGAGTGATN96304869100845261102263198888777105AGCAAGCCAGCGAGCTCGCACGCCCGCGCGCTGGCAGGCCGGCGGGCTTGCATGCCTGCGTGCTN9546738499106928275681045888559487RS0.1170.1370.1440.1270.2050.1500.1020.2230.1230.1360.1750.1550.1240.1170.1060.123RS0.1360.1360.1360.1450.1150.1730.1710.1460.1280.1210.1690.1440.1340.1430.1740.1550.9860.9790.9561.0030.9820.9140.9621.0080.9680.9790.8980.9980.9360.9640.9970.9870.9750.9221.0290.9740.9690.8860.9740.9290.9130.8680.9670.9820.9310.9581.0161.008AGGAAGGCAGGGAGGTCGGACGGCCGGGCGGTGGGAGGGCGGGGGGGTTGGATGGCTGGGTGGTN377089468969631007671847154936593AGTAAGTCAGTGAGTTCGTACGTCCGTGCGTTGGTAGGTCGGTGGGTTTGTATGTCTGTGTGTTN3638591126057329187308810376628389SR0.0120.0250.0210.0150.0200.0160.0140.0290.0120.0270.0310.0160.0130.0130.0120.012SR0.0140.0200.0160.0160.0120.0170.0180.0160.0150.0150.0170.0190.0140.0190.0180.01742RS0.1000.1500.1530.1550.1120.1330.1590.1480.1650.1550.1600.1210.1520.1420.1340.130RS0.0830.1700.0990.1250.0810.1650.1780.1380.1230.1390.1340.1180.1260.1270.1350.1380.9430.9050.9890.9210.9620.8310.9020.9250.9390.8810.9580.9480.9440.8590.8850.9220.9720.9090.9720.9650.9870.9080.9810.9400.9590.9040.9660.9380.9670.9210.9600.925SR0.0160.0180.0160.0230.0120.0160.0200.0150.0190.0180.0180.0140.0210.0150.0170.013SR0.0140.0280.0130.0120.0100.0220.0310.0140.0130.0250.0140.0120.0140.0160.0150.015Таблица 2 (продолжение).
Выборочные характеристики относительных частотультразвукового расщепления центральной фосфодиэфирной связи в 256тетрануклеотидах.Обозначения:N – объѐм выборки;R – средняя величина;S – стандарнтое отклонение;S R – стандартное отклонение среднего.ATAAATACATAGATATCTAACTACCTAGCTATGTAAGTACGTAGGTATTTAATTACTTAGTTATN1039449983019246493432892103845386ATCAATCCATCGATCTCTCACTCCCTCGCTCTGTCAGTCCGTCGGTCTTTCATTCCTTCGTTCTN1047969649573517170364830819710099RS0.1090.1480.1640.1360.0770.0730.0650.1280.1270.1300.1570.1000.1110.1060.1130.104RS0.1650.0960.1010.1100.1090.1660.1070.1230.1290.0800.1320.1440.1150.1310.1360.1360.9740.9631.0200.9451.0050.8950.9980.9481.0010.9861.0681.0020.9250.9151.0120.9600.9670.8770.9420.9410.8920.8420.9370.8640.9830.9320.9700.9620.9170.8450.9200.905ATGAATGCATGGATGTCTGACTGCCTGGCTGTGTGAGTGCGTGGGTGTTTGATTGCTTGGTTGTN85826680891018271867355499782102110ATTAATTCATTGATTTCTTACTTCCTTGCTTTGTTAGTTCGTTGGTTTTTTATTTCTTTGTTTTN107959510548906797816611113893127117236SR0.0110.0150.0230.0140.0140.0170.0130.0160.0130.0200.0300.0100.0110.0120.0160.011SR0.0160.0110.0120.0140.0110.0190.0150.0150.0150.0130.0190.0260.0130.0130.0140.01443RS0.1050.1160.1230.1370.1410.1390.1090.1350.1250.1390.1210.1240.1250.1180.1320.118RS0.1050.1220.1160.1230.1080.0980.1190.1520.1450.1330.1270.1250.1170.1330.1190.1401.0170.9791.0060.9511.0080.9731.0080.9931.0260.9291.0110.9680.9830.9170.9600.9320.9080.9081.0040.9380.9100.8950.9540.9261.0410.9540.9660.9450.9370.8900.9320.897SR0.0110.0130.0150.0150.0150.0140.0120.0160.0130.0160.0160.0180.0130.0130.0130.011SR0.0100.0130.0120.0120.0160.0100.0140.0150.0160.0160.0120.0110.0120.0120.0110.009Статистический анализ показал, что влияние фланкирующих (то естьближайших по цепи) нуклеотидов на величину относительной частоты ультразвуковогорасщепления ДНК является значимым для всех динуклеотидов, причем как видно изрисунков 2.5, это влияние модулируется типами фланкирующих нуклеотидов схожимобразом для различных динуклеотидов.Полученные в данной главе результаты используются в следующих главахдиссертации при построении модели расщепления ДНК по действием ультразвука(Глава 3), для интерпертации специфичности расщепления (Глава 4), а также приисследованиитеоретическихпрофилейрасщепленияпромоторныхпоследовательностей ДНК человека (Глава 5 диссертации).ИсследованиехарактерныхсвойствультразвуковогорасщепленияДНК,основные результаты которого приведены в разделе 2.2 этой главы, позволяет сделатьопределѐнные выводы о механизме расщепления фраментов ДНК под действиемультразвука.
Ниже приведены характерные свойства наблюдаемого расщепления:1.Увеличение степени расщепления фосфодиэфирных связей, находящихся вцентральной части фрагмента ДНК;2.Увеличение общего уровня расщепления при увеличении длины облучаемыхфрагментов;3.Увеличение общего уровня расщепления при увеличении вязкости раствора;4.Добавлениесоединений,способствующихнейтрализациисвободныхрадикалов, не оказывает влияния на наблюдаемые картины расщепления ДНК.Указанные свойства свидетельствуют о механохимической природенаблюдаемого расщепления фрагментов ДНК [Basedow et al, 1977]. Данный выводиспользуется в следующей главе диссертации при выборе модели расщепления ДНКпод действием ультразвука.44Глава3.МоделированиерасщепленияфрагментовДНКподдействием акустической кавитацииКак уже было отмечено в Главе 1, в настоящее время расщепление полимеровпод действием ультразвука высокой интенсивности связывают с кавитационнымиэффектами в облучаемом растворе.
Общепринятой является модель расщепления,предложенная Томасом [Thomas, 1959], в соответствии с которой расщеплениеполимеров происходит в результате их взаимодействия с высокоградиентнымитечениями жидкости вблизи схлопывающихся кавитационных пузырьков (см. раздел1.3). Описанная модель, как правило, используется для оценки растягивающих усилий,действующих на длинные полимерные цепи - длиной от нескольких сотен полимерныхзвеньев.В Главе 3 на основе модели Томаса разрабатывается подход к описаниюпроцесса расщепления молекул ДНК под действием акустической кавитации, которыйобъединяет гидродинамическую модель кавитационных процессов, механическуюмодель ДНК, а также статистическую модель расщепления фосфодиэфирных связейпод действием растягивающего усилия на основе теории механохимических реакций[Basedow et al, 1977].3.1.
Моделирование динамики кавитационного пузырька.Для того, чтобы получить оценку величин градиентов скорости теченияжидкости, возникающих при схлопывании кавитационного пузырька, было проведеномоделирование динамики его движения. Основной целью данного моделирования былополучение оценки возникающих градиентов «снизу» – то есть расчет минимальновозможных значений градиентов скорости течения, имеющих место при схлопываниикавитационных пузырьков в описанном эксперименте по расщеплению ДНКультразвуком.45Длямоделированиядинамикикавитационногопузыряиспользовалосьуравнение Рэлея-Плессета:2Rd 2 R 3 dR 12 4 dR Pi P 2dt2 dt RR dt (3.1),где R – радиус кавитационного пузырька, t – время, ρ – плотность жидкости, σ –еѐповерхностное натяжение, μ – вязкость жидкости, Pi – давление газа внутри пузырька, аP∞ - давление окружающей пузырек жидкости.Данная модель основана на следующих приближениях: форма пузырька впроцессе его движения не изменяется и описывается сферой определенного радиуса.Жидкость, окружающая пузырек, считается несжимаемой, а термодинамическоесостояние газа внутри пузырька характеризуется наличием определенного давления,имеющего одно и то же значение для любой области внутри пузырька.Параметрыжидкости,входящиевуравнение(3.1)быливзятыизэкспериментальных данных, полученных при температуре воды 0-5 0С и приведенных всправочниках:σ= 75 10-3 Н/м, μ=1,7 мПа .c, ρ=103 кг/м3.Изменениедавленияокружающейпузырекжидкостиописывалосьгармоническим законом:P P0 PA cos(2ft ),где P0 =105 Па - атмосферное давление, PA =2.4 105 Па – амплитуда измененияультразвукового давления,f =22 кГц – частота ультразвука.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
