DNA单链核苷酸组成的不对称性及形成机制.pdfVIP

维普资讯 《生命的化学 2007年27卷3期 ●新进展 CHEMISTRYOFLIFE2007，27(3) ·203 · 文章编号：1000—1336(2007)03—0203—03 DNA单链核苷酸组成的不对称性及形成机制 邱忠营 黄 原 (陕西师范大学生命科学学院，西安710062) 摘要：在没有 自然选择和突变压力的影响下，DNA分子的每条链都应该满足A=T，C=G，即PR2~ JJ(parityruletype21。 但实际情况往往偏离PR2，其机制可能是不同的选择压力和不同的突变压力造成了DNA链组成不对称。该文从复制过程中可 能的偏好、转录过程中的偏好、基因方向性偏好和信号序列以及氨基酸限制和密码子使用偏好几个方面来阐述引起 DNA链组 成不对称性的原因。 关键词：DNA单链组成；不对称；PR2法则；突变压力；选择压力 中图分类号：Q52 双链 DNA分子的一个重要特征就是碱基组成互 l0kb、20kb或50kb不等)的核苷酸数 目，以序列长 补性，即Chargaffs法则，A=T，C=G。如果没有突变 度为横坐标，以ATskew或GCskew值为纵坐标作图 及 自然选择压力的影响，A=T，C=G不仅适用于双链， 可得。采用这种方法得出的结果易受窗口大小的影响， 而且对其中任何一条单链也适用，这就是PR2法则 而在GC skew的基础上发展的累计偏斜(cumulative (parityruletype2)t”。Mitchell等 对PR2法则验证发 skew)的方法，消除了单独计算GCskew引起的波动。 现，几乎所有双链DNA基因组都满足这一法则，但 此方法是从 DNA序列的任意位置开始，先计算GC PR2法则并不是精确的满足A=T，C=G，它只是个近 skew值，然后依次将相邻的(nG—nC)／(nG+nC)值累计 似值，而且在生物体中实际常存在C≠G，A≠T，即 相加。用这种方法得出的图形为V字形，最大值在复 G与C，A与T组成的偏斜(GCskew和ATskew)，这 制的终点，最小值在复制起始位点，图像更为直观。 就是DNA单链核苷酸组成不对称(singlestrandasym— 之后发展的方法一般以这两种方法或在此基础上改进 metryo本文在总结了一些已测出的全基因组物种中 的方法，或是分析碱基替换类型。 DNA单链核苷酸组成不对称的基础上，从复制过程 大多数的真细菌、古细菌和病毒中都存在DNA 中可能的偏好、转录过程中的偏好、基因方向性偏好 单链核苷酸不对称现象3[--61。但在有些古细菌和个别真 和信号序列及氨基酸限制和密码子使用偏好几个方面 细菌中没有发现DNA链不对称现象，推测可能的原 介绍引起DNA链组成不对称性的可能原因。 因是由于这些古细菌或真细菌存在多个复制起点 6【】。 1．已测出全基因组的生物中核苷酸组成不对称性 真核生物基因组中同样也存在局部的或全局的不 基因组碱基组成对DNA结构及进化研究有重要 对称。对人类、小鼠和酿酒酵母的内含子和四重简并 作用，随着生物基因组序列大量而迅速的测出，核苷 位点的研究得知，大多数的真核生物基因组中也存在 酸组成不对称研究也越来越广泛而深入，其计算方法 明显的GCskew和ATskew7[1。近来，更多关注的是 也有很多种，一般采用ATskew，GCskew计算，其 哺乳动物和人类的核苷酸组成不对称情况，并深入探 计算公式为：AT Skew=(A—T)／(A+T)=(nA．nT)／ 讨了复制过程及转录过程引起的DNA链不对称的机 (nA+nT)，G