Транскрипционные факторы. Представление регуляторных элементов. Алгоритмы поиска мотивов. Скрытые Марковские модели и вспомогательные алгоритмы. Тестирование на сгенерированных и реальных данных, отличия в показателях. Сравнение с другими алгоритмами.
Аннотация к работе
При изучении регуляции экспрессии на уровне транскрипции важно не только определить белки-регуляторы (транскрипционные факторы), но и участки их связывания с последовательностью ДНК. К настоящему моменту создано огромное количество алгоритмов поиска мотивов, однако все они имеют свои ограничения, и не существует универсального алгоритма, который решает эту задачу. Известно, что алгоритмы, комбинирующие различные методы, наиболее эффективны и универсальны. Для функционирования транскрипционных факторов чаще всего необходимо формирование гетеродимерного или гомодимерного комплекса. Например, гетеродимерные комплексы различных ядерных рецепторов с ретиноидным Х рецептором (RXR). Существуют также и гомодимерные комплексы RXR (рис. К тому же, существуют такие транскрипционные факторы, например ядерный рецептор RXR, для которых количество сайтов связывания больше, чем для многих других, и это помогает поиску сайта с максимальным сродством [4]. В зависимости от того, как части димера расположены друг относительно друга, сайт связывания такого димера с ДНК может представлять собой палиндром, прямой повтор или инвертированный повтор (Таблица 1) [5, 6]. Этот гомодимер связывается с гормон-чувствительным элементом. Затем в процесс транскрипции включаются другие транскрипционные факторы и РНК полимераза II, что стабилизирует преинициативный комплекс и запускает синтез мРНК (рис. Консенсус представляет собой общий вид последовательности сайта - слово, составленное из нуклеотидов, наиболее часто встречающихся в конкретных позициях сайта. PWM, которые впервые были введены для характеристики сайтов инициации транскрипции и трансляции у E.coli [9, 10], значительно лучше подходят для описания сайтов связывания факторов транскрипции, так как способны количественно охарактеризовать частые и редкие вариации в последовательности сайтов, что невозможно в случае регулярных выражений. PWM представляют собой матрицу L × 4 (L - длина сайта), каждый элемент которой отражает частоту встречаемости данного нуклеотида в данной позиции сайта.