Выпуски

 / 

2000

 / 

Январь

  

Обзоры актуальных проблем


Порядок и корреляции в геномных последовательностях ДНК. Спектральный подход

 а,  б
а Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН), Калужское шоссе 4, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
б Государственный научный центр Российской Федерации «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований», Троицк, Москосковская обл., Российская Федерация

В рамках спектрального подхода обсуждается проблема структурного анализа геномных последовательностей ДНК. Взаимная однозначность и взаимная дополнительность масштабов при преобразовании Фурье делают такой подход достаточно универсальным. Спектральные характеристики для случайных последовательностей с тем же нуклеотидным составом обладают свойством самоусредняемости для сравнительно коротких последовательностей длиной M \geqslant 100-300. Сравнение с характеристиками для случайных последовательностей определяет статистическую значимость структурных особенностей, наблюдаемых в геномных последовательностях ДНК. Кроме традиционных приложений для выявления скрытых периодичностей, спектральные методы можно эффективно применять для анализа взаимных корреляций в последовательностях ДНК. Совместное использование спектров для структурных факторов и корреляционных функций позволяет оценить не только интегральные корреляции, но и выяснить их источник. Общую количественную оценку для степени регулярности последовательности можно получить с помощью структурной спектральной энтропии. Обзор содержит также краткое введение в проблему и описание других основных методов анализа последовательностей ДНК.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 02.50.−r, 05.10.−a, 87.10.+e, 87.14.Gg (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0170.200001c.0057
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2000/1/c/
Цитата: Лобзин В В, Чечеткин В Р "Порядок и корреляции в геномных последовательностях ДНК. Спектральный подход" УФН 170 57–81 (2000)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Lobzin V V, Chechetkin V R “Order and correlations in genomic DNA sequences. The spectral approachPhys. Usp. 43 55–78 (2000); DOI: 10.1070/PU2000v043n01ABEH000611

Список литературы (130) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (50) Похожие статьи (20)

  1. Rodriguez-Tome P et al. Nucl. Acids Res. 24 6 (1996)
  2. Benson D A et al. Nucl. Acids Res. 26 1 (1998)
  3. Stoesser G et al. Nucl. Acids Res. 27 18 (1999)
  4. Ратнер В А и др. Проблемы теории молекулярной эволюции (Новосибирск: Наука, 1985)
  5. Александров А А и др. Компьютерный анализ генетических текстов (М.: Наука, 1990)
  6. Вейр Б Анализ генетических данных (М.: Мир, 1995)
  7. Уотерман М С (Ред.) Математические методы для анализа последовательностей ДНК (М.: Мир, 1999)
  8. Bishop M J, Rawlings C J (Eds) DNA and Protein Sequence Analysis: A Practical Approach (Oxford: IRL Press, 1997)
  9. Kolchanov N A, Lim H A Computer Analysis of Genetic Macromolecules: Structure, Function and Evolution (Singapore: World Scientific, 1994)
  10. Swindell S R, Miller R R, Myers G S A (Eds) Internet for the Molecular Biologist (Oxford: Horizon Scientific, 1996)
  11. Baxevanis A, Quellette B F F Bioinformatics: A Practical Guide to the Analyses of Genes and Proteins (New York: Wiley, 1998)
  12. Vingron M, Waterman M S J. Mol. Biol. 235 1 (1994)
  13. Gelfand M S J. Comp. Biol. 2 87 (1995); Гельфанд М С Мол. биол. 32 103 (1998)
  14. Fickett J W Comput. Chem. 20 103 (1996)
  15. Li W Comput. Chem. 21 257 (1997)
  16. http://linkage.rockefeller.edu/wli/dna_corr
  17. Турыгин А Ю, Чечеткин В Р ЖЭТФ 106 335 (1994)
  18. Chechetkin V R, Turygin A Y J. Phys. A 27 4875 (1994)
  19. Chechetkin V R, Knizhnikova L A, Turygin A Y J. Biomol. Struct. Dyn. 12 271 (1994)
  20. Chechetkin V R, Turygin A Y Phys. Lett. A 199 75 (1995)
  21. Chechetkin V R, Turygin A Y J. Theor. Biol. 175 477 (1995)
  22. Chechetkin V R et al. "Reconstruction of hidden repeats in DNA sequences, their significance, and applications" Препринт ТРИНИТИ 0033-A (М.: ЦНИИАТОМИНФОРМ, 1996) с. 42
  23. Chechetkin V R, Turygin A Y J. Theor. Biol. 178 205 (1996)
  24. Chechetkin V R, Lobzin V V Phys. Lett. A 222 354 (1996)
  25. Ежов А А, Чечеткин В Р Мат. моделирование 10 83 (1998)
  26. Chechetkin V R, Lobzin V V J. Biomol. Struct. Dyn. 15 937 (1998)
  27. Chechetkin V R, Lobzin V V J. Theor. Biol. 190 69 (1998)
  28. Иваницкий Г Р и др. Биофиз. 30 418 (1985)
  29. Албертс Б и др. Молекулярная биология клетки (М.: Мир, 1986)
  30. Рис Э, Стернберг М От клетки к атомам. Иллюстрированное введение в молекулярную биологию (М.: Мир, 1988)
  31. Георгиев Г П Гены высших организмов и их экспрессия (М.: Наука, 1989)
  32. Гросберг А Ю, Хохлов А Р Статистическая физика макромолекул (М.: Наука, 1989)
  33. Creighton T Proteins: Structures and Molecular Properties (New York: Freeman, 1993)
  34. Степанов В М Структура и функции белков (М.: Высшая школа, 1996)
  35. Britten R J, Kohne E D Science 161 529 (1968)
  36. Trifonov E N Bull. Math. Biol. 51 417 (1989)
  37. Trifonov E N Comput. Chem. 17 27 (1993)
  38. Trifonov E N, Sussman J L Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77 3816 (1980)
  39. Hagerman P J Annu. Rev. Biochem. 59 755 (1990)
  40. Olson W K, Zhurkin V B Biological Structure and Dynamics (Eds R H Sarma, M H Sarma) (New York: Adenine Press, 1996) p. 341
  41. Nussinov R J. Theor. Biol. 125 219 (1987)
  42. Staden R Comput. Applic. Biosci. 4 53 (1988)
  43. Сприжицкий Ю А и др. Мол. биол. 22 338 (1988)
  44. Wada K et al. Nucl. Acids Res. 19 1981 (1991)
  45. Fickett J W, Tung C-S Nucl. Acids Res. 20 6441 (1992)
  46. Шеннон К Работы по теории информации и кибернетике (М.: ИИЛ, 1963)
  47. Bleisdell B E J. Mol. Evol. 21 278 (1985)
  48. Бородовский М Ю и др. Мол. биол. 20 1014 (1986); Бородовский М Ю и др. Мол. биол. 20 1024 (1986); Бородовский М Ю и др. Мол. биол. 20 1390 (1986)
  49. Phillips G J, Arnold J, Ivarie R Nucl. Acids Res. 15 2611 (1987); Phillips G J, Arnold J, Ivarie R Nucl. Acids Res. 15 2627 (1987)
  50. Stückle E E et al. Nucl. Acids Res. 18 6641 (1990)
  51. Феллер В Введение в теорию вероятностей и ее приложения (М.: Мир, 1984)
  52. Herzel H, Ebeling W, Schmitt A O Phys. Rev. E 50 5061 (1994); Herzel H, Ebeling W, Schmitt A O Chaos, Solitons and Fractals 4 97 (1994)
  53. Mantegna R N et al. Phys. Rev. Lett. 73 316 (1994)
  54. Israeloff N E, Kagalenko M, Chan K Phys. Rev. Lett. 76 1976 (1996)
  55. Schmitt A O, Ebeling W, Herzel H Biosystems 37 199 (1996)
  56. Chatzidimitriou-Dreismann C A, Streffer R M F, Larhammar D Nucl. Acids Res. 24 1676 (1996)
  57. Luo L F Collected Works on Theoretical Biophysics (Hohhot: Inner Mongolia University Press, 1997)
  58. Herzel H, Grosse I Physica A 216 519 (1995)
  59. Mrazek J, Kypr J Comp. Applic. Biosci. 11 195 (1995)
  60. Li W, Kaneko K Europhys. Lett. 17 655 (1992)
  61. Luo L F et al. Phys. Rev. E 58 861 (1998)
  62. Peng C-K et al. Nature 356 168 (1992)
  63. Nee S Nature 357 450 (1992)
  64. Karlin S, Brendel V Science 259 677 (1993)
  65. Chatzidimitriou-Dreismann C A, Streffer R M F, Larhammar D Eur. J. Biochem. 224 365 (1994); Chatzidimitriou-Dreismann C A, Streffer R M F, Larhammar D Biochim. Biophys. Acta 1217 181 (1994)
  66. Капитонов В В, Титов И И Доклады РАН 337 810 (1994)
  67. Borovik A S, Grosberg A Y, Frank-Kamenetskii D F J. Biomol. Struct. Dyn. 12 655 (1994)
  68. Shnerb N, Eisenberg E Phys. Rev. E 49 R1005 (1994)
  69. Stanley H E et al. Nuovo Cimento D 16 1339 (1996)
  70. Allegrini P et al. Phys. Rev. E 58 3640 (1998)
  71. Viswanathan G M et al. Physica A 249 581 (1998)
  72. Астафьева Н М УФН 166 1145 (1996)
  73. Arneodo A et al. Phys. Rev. Lett. 74 3293 (1995)
  74. Altaiskii M, Mornev O, Polozov R Genetic Analysis 12 165 (1996)
  75. Tsonis A A et al. Phys. Rev. E 53 1828 (1996)
  76. Arneodo A et al. Physica A 249 439 (1998)
  77. Bernardi G Annu. Rev. Genet. 29 445 (1995)
  78. Fickett J W, Torney D C, Wolf D R Genomics 13 1056 (1992)
  79. McLachlan A D, Stewart M J. Mol. Biol. 103 271 (1976)
  80. Silverman B D, Linsker R J. Theor. Biol. 118 295 (1986)
  81. Деев А А и др. Биофиз. 34 564 (1989)
  82. McLachlan A D J. Phys. Chem. 97 300 (1993)
  83. Makeev V J, Tumanyan V G Comp. Applic. Biosci. 12 49 (1995)
  84. Lee W J, Luo L F Phys. Rev. E 56 848 (1997)
  85. Кутузова Г И и др. Биофиз. 42 354 (1997)
  86. Felsenstein J, Sawyer S, Kochin R Nucl. Acids Res. 10 133 (1982)
  87. Benson D C Nucl. Acids Res. 18 3001 (1990); Benson D C Nucl. Acids Res. 18 6305 (1990)
  88. Cheever E A, Overton G C, Searls D B Comp. Applic. Biosci. 7 143 (1991)
  89. Arques D G, Michel C J, Oriex K Comp. Applic. Biosci. 8 5 (1992)
  90. Voss R F Phys. Rev. Lett. 68 3805 (1992); Voss R F Fractals 2 1 (1994)
  91. Марпл С Л Цифровой спектральный анализ и его приложения (М.: Мир, 1990)
  92. Ван Кампен Н Г Стохастические процессы в физике и химии (М.: Высшая школа, 1990)
  93. Андерсон Т Введение в многомерный статистический анализ (М.: Физматгиз, 1963)
  94. Low R L, Arai K, Kornberg A Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 1436 (1981)
  95. Грин Н, Стаут У, Тейлор Д Биология (М.: Мир, 1993)
  96. Crick F H C et al. Origins Life 7 389 (1976)
  97. Eigen M et al. Sci. Am. 244 88 (1981)
  98. Zhurkin V B Nucl. Acids Res. 9 1963 (1981)
  99. Kypr J, Mrazek J Int. J. Biol. Macromol. 9 49 (1987)
  100. Leadbetter M R, Lindgren G, Rootzen H Extremes and Related Properties of Random Sequences and Processes (New York: Springer, 1983)
  101. Mani G A J. Theor. Biol. 158 447 (1992)
  102. Eigen M, Winkler-Oswatitsch R Naturwissenschaften 68 282 (1981)
  103. Lagunez-Otero J, Trifonov E N J. Biomol. Struct. Dyn. 10 451 (1992)
  104. Curran J F, Gross B L J. Mol. Biol. 235 389 (1994)
  105. Almagor H J. Theor. Biol. 117 127 (1985)
  106. Zhang C-T, Chou K-C J. Mol. Biol. 238 1 (1994)
  107. Mrazek J, Kypr J J. Mol. Evol. 39 439 (1994)
  108. Lio P, Ruffo S, Buiatti M J. Theor. Biol. 171 215 (1994)
  109. Frank G K, Makeev V J J. Biomol. Struct. Dyn. 14 629 (1997)
  110. Johnson R L et al. Science 272 1668 (1996)
  111. Gailani M R et al. Nature Genetics 14 78 (1996)
  112. Ежов А А и др. Росс. журнал кожных болезней (1) 17 (1999)
  113. Godreche C, Luck J M J. Phys. A 23 3769 (1990)
  114. Cheng Z, Savit R Phys. Rev. A 44 6379 (1991)
  115. Li W Phys. Rev. A 43 5240 (1991)
  116. Wang Y-H et al. Science 265 669 (1994)
  117. Bates G, Lehrach H Bioessays 16 277 (1994)
  118. Rubinsztein D, Hayden M (Eds) Analysis of Triplet Repeat Disorders (Oxford: BIOS, 1998)
  119. Bina M J. Mol. Biol. 235 198 (1994)
  120. Beckmann J S, Trifonov E N Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 2380 (1991)
  121. Arques D G, Michel C J Nucl. Acids Res. 15 7581 (1987)
  122. Vogt P Human Genet. 84 301 (1990)
  123. Arques D G, Michel C J J. Theor. Biol. 143 307 (1990)
  124. Хамермеш М Теория групп и ее применение к физическим проблемам (М.: Мир, 1966)
  125. Федер Е Фракталы (М.: Мир, 1991)
  126. Novak R Science 263 608 (1994)
  127. Drexler K E Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 23 377 (1994)
  128. Айала Ф Введение в популяционную и эволюционную генетику (М.: Мир, 1984)
  129. Chechetkin V R, Lobzin V V J. Theor. Biol. 198 197 (1999); Chechetkin V R, Lobzin V V J. Theor. Biol. 198 219 (1999)
  130. Лобзин В В, Чечеткин В Р ЖЭТФ 116 620 (1999)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение