Дестабилизация ДНК под воздействием напряжения (SIDD)
SIDD
SIDD в биоинформатике: дестабилизация ДНК под воздействием напряжения. Модель Бенхема и Файя предсказывает участки денатурации и влияет на экспрессию генов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В биоинформатике SIDD – это сокращение от Stress Induced (DNA) Duplex Destabilization (дестабилизация ДНК-дуплекса, вызванная стрессом). Это плавление ДНК, которое не индуцируется промотором, а обусловлено исключительно суперспиральной (также называемой топологической) природой ДНК. Метод основан на статистико-механическом анализе ДНК, разработанном Крейгом Дж. Бенамом и Ричардом М. Фаем. Было показано, что это дестабилизация, вызванная стрессом, совпадает с ДНК-промоторными областями бактериальных плазмид и может направлять глобальный ответ клеток на изменения во внешней среде, влияя на то, какие гены транскрибируются. Сама вычислительная модель рассчитывает профиль вероятности денатурации для заданной последовательности пар оснований ДНК, а также энергетический профиль этой последовательности. Название метода происходит именно из этого энергетического профиля: пары оснований с более низкой энергией менее стабильны (дестабилизированы), чем пары с более высокой энергией, и более склонны к денатурации. Стресс, связанный с линкольным числом (в частности, с его компонентой скручивания) ДНК, вызывает дестабилизацию двойной спирали (дуплекса); следовательно, дестабилизация дуплекса, вызванная стрессом.
In bioinformatics, SIDD is short for Stress Induced (DNA) Duplex Destabilization. It is the melting of the DNA which is not induced by a promoter, but purely by the superhelical (also called topological) nature of the DNA. It is based on a statistical mechanics treatment of DNA made by Craig J. Benham and Richard M. Fye. This stress induced unwinding was shown to coincide with DNA promoter regions of bacterial plasmids and may direct the global response of cells to changes in their external environments by affecting which genes are transcribed. The computational model itself calculates the probability profile of a given base pair sequence of DNA to denature, as well as the energy profile of sequence. It is through this energy profile that the technique derives its name: base pairs at lower energies are less stable (destabilized) than those of higher energies and more likely to denature. Stress related to the linking number (specifically its twist component) of the DNA causes the destabilization of the double helix (duplex); hence, Stress Induced Duplex Destabilization.
Яблочко
Крейг Бенэм также разработал онлайн-аплет, который вычисляет SIDD-профиль входных последовательностей ДНК. Он также отображает профиль вероятности денатурации для заданной последовательности пар оснований, а также подсчитывает количество и положение участков денатурации. Поскольку полное вычислительное применение метода SIDD требует значительных машинных ресурсов (из-за его сложности), в алгоритме WebSIDD реализован ускоренный алгоритм, предложенный Бенэмом и соавторами в их статье 1999 года. Этот ускоренный алгоритм усекает функцию разделения, игнорируя вклад определенных конформационных состояний.
Craig Benham has also developed an online applet that calculates the SIDD profile of input DNA sequences. It also shows the probability profile for the given base pair sequence to denature, as well as counting the number and location of denaturation runs. As the full SIDD computational method takes up a large amount of machine processing time (due to its complex nature), an accelerated algorithm proposed by Benham, et al., in their 1999 paper is implemented in the WebSIDD algorithm. This accelerated algorithm truncates the partition function by ignoring contributions of certain conformational states.