Evoliucinis koduojančios nukleotidų sekos modelis

 

Projekto nr.: S-SV-23-160

Projekto aprašymas:

DNR sekų evoliucija ilgą laiką buvo modeliuojama kaip nepriklausomai vienas nuo kito mutuojančių nukleotidų evoliucija. Laikoma, kad bet kurio vieno DNR sekos nukleotido mutavimas nepriklauso nuo kaimyninių nukleotidų ir laike sudaro Markovo grandinę. Dar 1976–1977 m. biocheminiais tyrimais buvo parodyta, kad dinukleotidų dažnių rinkinys (AA, AC,…, TT) skirtingose genomo dalyse išlieka panašus, giminingų organizmų atitinkami dinukleotidų dažniai taip pat panašūs, tačiau mažai giminingų organizmų šitas dažnių rinkinys akivaizdžiai skiriasi. Dar veliau tas pats buvo patvirtinta jau statistiniais tyrimais. Parodyta, kad DNR sekose kaimyniniai nukleotidai gali daryti įtaką mutacijos tipui ir mutavimo intensyvumui. Ir nors kaimyninių nukleotidų įtaka mutavimo procese suprasta gana seniai, tačiau taip vadinami kontekstiniai (contextdependent) modeliai pasirodė visai neseniai. Paprastai jie konstruojami taip, kad stacionarus nukleotidų sekos skirstinys būtų Markovo, be to visa nukleotidų seka yra viena grandinės būsena, o nukleotidų priklausomybės laike ir erdvėje gesimas eksponentinis.

Naujusi statistiniai tyrimai rodo, kad didžioji dalis net nekoduojančių nukleotidų sekų nėra (bent jau pirmos eilės) Markovo grandinės, o tai duoda rimtą pagrindą abejoti žinomais nukleotidų sekų modeliais, jų egzistavimo prielaidomis ir taikymo adekvatumu. Tai reiškia, kad pvz., realių sekų palyginimas su tokių modelių generuotomis sekomis nėra patikimas įrankis ieškant biologinio signalo arba konkrečios nukleotidų ar amino rugščių sekos biologinės funkcijos. Savo ruožtu, tai nurodo aiškesnę būsimų tyrimų kryptį.

Projekto finansavimas:

LR valstybės biudžeto lėšomis finansuojami studentų tyrimai ir praktikos

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2023-07-05 - 2023-08-31

Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas

Vadovas:
Tomas Ruzgas

Trukmė:
2023 - 2023

Padalinys:
Matematikos ir gamtos mokslų fakultetas, Taikomosios matematikos katedra