双链DNA可能的几种局部拓扑结构.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#双链DNA可能的几种局部拓扑结构12*邓学工，邓学梅（1.东北大学理学院；52.中国农业大学动物科技学院）摘要：DNA双链的整体结构通常不是简单的线性结构，可能的结构非常丰富、复杂。本文认为无论多么复杂的结构都是由3种简单的局部结构构成的。分别称为T-结构、R-结构和Q-结构。这三种结构都来自所谓的Hollidayjunction。本文据此分析单链和双链DNA的可能10的拓扑结构，给出大片段回文以及大片段串联重复的可能的成因。指出这样

2、结构的存在可能干扰了测序后的拼接工作。所以本文认为在拼接工作中要考虑到各种可能的结构，而不是单纯地追求完全线性的拼接。关键词：双链DNA；Holliday交叉；拓扑结构；基因组拼接。中图分类号：Q7115AsetofpossiblelocaltopologicalstructuresofdoublestrandDNA12DENGXuegong,DENGXuemei(1.CollegeofScience,North-eastUniversity,110819;202.DepartmentofAnim

3、alScience,ChinaAgriculturalUniversity)Abstract:TheoverallstructureoftheDNAdoublestrandisusuallynotasimplelinearstructure.Thisstudyfoundthatnomatterhowcomplexthestructureiscomposedof3simplelocaltopologicalstructures,termedasT-structure,R-structureandQ-

4、structure.Allthethreestructuresarederivedfromtheso-calledHollidayjunction.Inthispaper,weanalyzedthepossibletopologicalstructuresof25singlestrandedanddoublestrandedDNA.Wepredictedthepossiblecausesoflongpalindromeandtandemrepeatedfragmentsandpointedoutt

5、hattheexistenceofsuchastructuremayinterferetothesequenceassembling.Therefore,inthispaper,wesuggestconsideringofthevariouspossiblestructuresintheassemblingprocess,insteadofsimplypursuingthecompletelinearstructureofthegenome.Keywords:doublestrandDNA;Hol

6、lidayjunction;topologicalstructure;genomeassembling300引言半个世纪以前，Holliday提出了遗传重组的Holliday交叉模型。Holliday交叉（Hollidayjunction）又包括两种形式，一种是“十字交叉”（Four-wayJunction)，一种则是“T交叉”35（Three-wayJunction)。这样的结构后来被证实，随后，关于它的讨论也越来越多[1-16]。双链DNA会出现不完全线性的结构，特别是在一些特殊的物理和化学的

7、条件下，也出现在一些特殊的功能细胞中。但无论怎样，非线性的结构都是由于DNA发生断裂，并以与原来不同的方式重新链接在一起而形成的。可以想象的局部断裂-重接的可能方式本来就不多，而真实的DNA世界里，可以被接受的方式很可能会更少，但这不影响DNA整体结构有非常40丰富的可能性。如果我们认定DNA的双链和单链最基本的结构都应该是线性的，那么非线性的结构一定产生于一些非本源的单链链接。我们可以想象的方式大致有DNA的断裂点和其它处的断裂点发生新的链接；DNA在断开处发生复制，自由端与其它的复制自由端或断

8、开端反向的链接。都可以想象为两段（可能在同一染色体，甚至也可能不同）双链DNA的基金项目：教育部博士点基金(2012000811049)作者简介：邓学工（1963-），副教授，计算信息学.E-mail:dengxuegong@mail.neu.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cnHolliday交叉。本文主要讨论发生在同一条染色体的情况。一来可以简化问题，二来也不失45一般性。单链DNA的拓扑结构很简单，只能是线性或者闭环——如果不考虑它