ФЭНДОМ


Данный проект открытый. К обсуждению и сотрудничеству приглашаются все желающие, независимо от сферы и уровня образования - главное требование интерес к проблеме и желание работать.


Это заглавная страница коллективного проекта Секвенированные организмы

К проекту может присоединиться каждый желающий, взяв на себя некоторые обязательства помочь целям проекта. Для этого поставьте ниже шаблон {{Участник проекта}} и приступайте к работе :).

Обсуждение проекта участниками идет на этой странице. Организационные вопросы и замечания, поправки тех, кто не участвует в проекте, вносите на страницу Обсуждение:Секвенированные организмы'.

Использование этой информации в коммерческих целях лицами, не участвующими в коллективном проекте Секвенированные организмы, запрещено. Но вы можете копировать и перерабатывать данную статью в научных и образовательных целях, с последующим предоставлением результата на тех же правах. Для подробной информации см. Авторское право.


Участник проекта Сергей Яковлев, 26.07.2007 - ...


Постановка задачи Править

Bible scroll template
Необходимые знания

Есть много объективных причин, чтобы считать молекулярное моделирование одной из сложнейших областей исследования. Дело в том, что требуются междисциплинарные знания. Для того чтобы что-то сделать одному необходимо уметь программировать и понимать молекулярные процессы. При этом молекулярные процессы описываются достаточно сложной физикой, куда вовлекаются термодинамика и квантовая физика. А большие объемы вычислений и сложность моделирования требуют понимания принципов и подходов компьютерного моделирования.

Но в данном курсе - мы попробуем показать, что можно получить серьезные результаты, зная лишь определенный минимум и не имея профильного образования ни в биологии, ни в физике, ни в химии. Единственно желательным является некоторые навыки программирования, достаточные для того чтобы выполнить наши последующие указания.

Но мы нуждаемся в помощи людей, которые имели непосредственный опыт. Поэтому мы будем рады любой помощи и уточнениям, просим высказывать их на странице обсуждения.

Поэтому весь наш материал должен быть понятен школьнику старших классов, но результаты нашей работы должны быть уровня профессионального исследователя в этой области. Мы надеемся, что наш проект не останется не замеченным специалистами и они помогут осуществить цели нашего проекта.

Эксперименты Править


Этап 1. Исправление систематических ошибок Править

Наиболее известная база содержащая геномы секвенированных организмов NCBI содержит большое количество систематических ошибок. Из-за этого практически невозможно использование этих данных, и тем более не возможно изучение механизма мутаций (а следовательно и эволюции), т.к. в таком случае исследуется человеческие ошибки при секвенировании, а не природная мутация. Поэтому первым этапом нашей работы, достаточно продолжительным и необходимым, является уточнение этой базы и создание своего русскоязычного источника, чтобы каждый даже начинающий ученный мог ознакомится и делать вклад в развитие связанных с секвенированнием организмов наук. И чтобы не приходилось бы продираться, через дебри сложностей имеющихся объективно в данной работе, но зачасту просто имеющие просто ворох ошибок и умолчаний, которые описаны на не родном языке (а порой и вообще не описаны) и известны только профессионалам (и то не всем, а только тем которые сталкивались с данным вопросом в плотную).

Этап 2. Идентификация всех копий РНК и Белков Править

Этот этап может идти полность параллельно с первым, как только удается продраться через ошибки. Задача найти все в точности одинаковые последовательности РНК и Белков и дать им уникальный номер. На этом этапе как раз и находятся наибольшее число ошибок, т.к. оказывается, что в базе NCBI такой проверки не делается, в результате чего идентичные белки или РНК относят к разным группам (например, Met RNA принимают за Ile RNA), или последовательности различаются смещением на 1-3 элемента, или обрезаются концы.

Этап 3. Составить филогенетическое дерево, используя UML Править

Предварительные исследования показали, что построить стройное древо нет возможности. Эволюция может идти как во времени, так и горизонтально (см. Бактерии#Размножение и устройство генетического аппарата). В результате чего дерево скорее напоминает граф, построить который удобнее в нотации UML. Данная нотация позволяет указать ассоциации между организмами. Это важно по той причине, что различные элементы организма (Белки и РНК) могут иметь различное эволюционное происхождение, несмотря на то, что они содержатся в одном организме. Таким образом, задача состоит в уделении внимания только идентичным копиям РНК и белков, и на основании их перемещения между организмами выявить логическую последовательность происходящей эволюции. В статистической обработке обычно делают различные предположения, например, как нужно раздвинуть последовательности, чтобы получить гомологичные элементы. Наш подход имеет то преимущество перед статистическими обработками, что мы ничего не предполагаем мы просто отмечаем факты одинаковых РНК и Белков и на основании этого показываем какие связи имеют различные организмы. Естественно, чем более связей имеют организмы тем они более гомологичны, и остается найти т.н. узкие места, в которых одна группа соприкасается с другой.

Доп. задачи Править

Связь вироидов с бактериями Править

Мы рассматриваем вироиды в качестве представителей гипотетического добиотического «мира РНК». Они отличаются тем, что обладают только РНК, причем без белковой оболочки. Т.е. они старше вирусов, которые со временем приобрели такую оболочку. При этом это не "мертвые" РНК, они способны к реплицированию.

При это версия, что вироиды происходят от вырезанных и подвергшихся замыканию в кольцо интронов или подвижных генетических элементов — транспозонов, утративших внутренние кодирующие области - это лишь частный случай. Т.к. определенная гомология наблюдается между РНК вироидов и ДНК бактерий, у которых нет интронов.

Мы предполагаем, что эволюция шла по следующему пути вироиды → вирусы → бактерии → митохондрии → ... При этом до сих пор вироиды + вирусы есть основной "двигатель" эволюции.

  • Выделить универсальные части РНК, которые имеют гомологию вироид-бактерия.

Трехмерные структуры РНК Править

Используя программы молекулярного моделирования нужно построить трехмерные структуры изучаемых тРНК и участков РНК в вироидах.

Связи в трехмерных структурах РНК Править

Инструкции, сведения Править

Результаты Править

Исправление последовательностей тРНК Править

Так как РНК играет особую роль, начать было решено с них. Для этого есть категория Категория:тРНК. И уже проведенна некоторая работа по уточнению Ala tRNA и Met tRNA. Есть большое количество автоматически предобработанного материала, но я пока не справляюсь делать коррекции (автоматически тут не сделаешь, т.к. хоть часть ошибок и систематические, но требуют человеческой верификации).

  • Наиболее интересные на данный момент результаты здесь Ala tRNA Yersinia Link. Это группа организмов, которая на данный момент разделенна на совершенно разные классы. Но как видим их объединяет идентичные Ala tRNA. Более детальное уточнение позволит выявить происходящий процесс эволюции и горизонтального переноса.

Связь вироидов с бактериями Править

Вовлекаемые науки Править

См. также Править