تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,540,877 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,245,118 |
بررسی همبستگیهای دامنه بلند DNA برای ژنهای مؤثر بر تولید شیر گاو | ||
پژوهش های علوم دامی (دانش کشاورزی) | ||
دوره 31، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 29-43 اصل مقاله (1.14 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/as.2021.30510.1464 | ||
نویسندگان | ||
رکسانا آباده1؛ مصطفی قادری زفره ایی* 2؛ مهدی امین افشار1؛ سید عباس محمدی3؛ محمد چمنی1 | ||
1گروه علوم دامی،دانشکده کشاورزی و صنایع غذایی،دانشگاه ازاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران | ||
2گروه علوم دامی،دانشکده کشاورزی ،دانشگاه یاسوج | ||
3گروه ریاضی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: وجود همبستگیهای دامنه بلند در ملکول DNA اشاره به وجود فرآیندهای بازآرایی یا مضاعف شدگی DNA دارد. این نوع پدیدهها کاربرد مستقیم در اصلاح نژاد ندارند و بیشتر در بررسیهای تکاملی به کار می روند. در این پژوهش فرض شد که با استخراج همبستگیهای دامنه بلند DNA بین تمامی نوکلئوتیدهای مختلف درون یک ژن، میتوان به درجهای از ارتباط بین آنها در وهله اول دست یافت و از اینرو احتمالا پژوهشهای متکی به کشف SNP را بهتر میتوان جهت دهی کرد. مواد و روشها: 24 ژن از ژنهای موثر بر تولید شیر گاو در این پژوهش انتخاب شدند. توالی ،طول، شماره دست یابی، تعداد و طول هر اگزون و جایگاه آن بر روی کروموزوم از بانک ژنی NCBI دریافت و توالیها با فرمت FASTA ذخیره شدند. با استفاده از نرم افزاری که قبلا با زبان #C طراحی شده بود با توجه به خواسته پژوهش، شماره دسترسی ژنهای مورد بررسی وارد گردید و خروجی مناسب به دست آمد. برای محاسبه همبستگیهای دامنه بلند DNA ژنهای مورد بررسی، از نرم افزار CorGen استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که سطح معنی داری از همبستگی دامنه بلند در توالی DNA ژنهایی مانند EZR, FGG, KRT6A, RAB1A, EIF3L, TBC1D20, ZNF419, S100A16, MRPL3, TPPP3, PHF10 وجود دارد. توان کاهشی حاصل از برازش تابع قانون توان روی همبستگیهای دامنه بلند بدست آمده از ژنها با طولهای متفاوت، در دامنه 0.146و 0.643 قرار داشتند، لذا میتوان نتیجه گرفت که کاهش میزان همبستگیهای دامنه بلند با افزایش فاصله بین بازههای توالی DNA از روند تصادفی پیروی نمیکنند. بنابراین، هندسه فرکتال طبیعت نیز در این ژنها دیده میشود. نتیجهگیری: ژنهای مورد بررسی پیچیدگی بالا و مقیاس ناوردایی را در DNA خود دارند. همچنین مشخص شد میزان بسامد حاصل از همبستگیهای دامنه بلند در ژنها متفاوت اما نزدیک به هم بود. پیشنهاد میشود این نواحی از نظر وجود عدم تعادل پیوستگی مورد کنکاش بیشتری قرار گیرند. | ||
کلیدواژهها | ||
توان کاهشی؛ همبستگیهای دامنه بلند؛ گاو شیری؛ هندسه فراکتال | ||
مراجع | ||
Arneodo A, d'Aubenton-Carafa Y, Audit B, Bacry E, Muzy J and Thermes C, 1998. Nucleotide composition effects on the long-range correlations in human genes. The European Physical Journal B-Condensed Matter and Complex Systems 1: 259-263. Audit B, Thermes C, Vaillant C, Aubenton-Carafa Y, Muzy JF and Arneodo A, 2001. Long-range correlations in genomic DNA: a signature of the nucleosomal structure. Physical Review Letters. 86:2471-2479. Bernaola-Galván P, Carpena P, Román-Roldán R and Oliver J, 2002. Study of statistical correlations in DNA sequences. Gene 300: 105-115. Blaisdell BE, 1986. A measure of the similarity of sets of sequences not requiring sequence alignment. Proceedings of the National Academy of Sciences 83: 5155-5159. Chatzidimitriou‐Dreismann CA, Streffer R and Larhammar D, 1994. A quantitative test of long‐range correlations and compositional fluctuations in DNA sequences. The FEBS Journal 224: 365-371. Comin M and Verzotto D, 2012. Alignment-free phylogeny of whole genomes using underlying subwords. Algorithms for Molecular Biology 7: 34-41. Edea Z, Hong JK, Jung JH, Kim DW, Kim YM, Kim ES, Shin SS, Jung YC, Kim KS, 2017. Detecting selection signatures between Duroc and Duroc synthetic pig populations using high-density SNP chip. Animal Genetics. 48(4):473-477. Edgar RC and Batzoglou S, 2006. Multiple sequence alignment. current opinion in structural biology. Current Opinion in Structural Biology 16: 368-373. Edwards SV, Fertil B, Giron A and Deschavanne PJ, 2002. A genomic schism in birds revealed by phylogenetic analysis of DNA strings. Systematic Biology 51: 599-613. Fletcher W, Yang Z, 2009. INDELible: a flexible simulator of biological sequence evolution. Molecular Biology and Evolution 26(8): 1879-88. Guo AM, 2007. Long-range correlation and charge transfer efficiency in substitutional sequences of DNA molecules. Physical Review E 75:061915. Jun SR, Sims GE, Wu GA and Kim SH, 2010. Whole-proteome phylogeny of prokaryotes by feature frequency profiles: An alignment-free method with optimal feature resolution. Proceedings of the National Academy of Sciences 107: 133-138. Katoh K, Misawa K, Kuma Ki and Miyata T, 2002. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic Acids Research 30: 3059-3066. Kemena C and Notredame C, 2009. Upcoming challenges for multiple sequence alignment methods in the high-throughput era. Bioinformatics 25: 2455-2465. Larkin MA, Blackshields G, Brown N, Chenna R, McGettigan PA, McWilliam H, Valentin F, Wallace IM, Wilm A,Thompson RL, Gibson TJ and Higgins DG, 2007. Clustal W and clustal X version 2.0. Bioinformatics 23: 2947-2948. Lemay DG, Lynn DJ, Martin WF, Neville MC and Casey TM, 2009. The bovine lactation genome: insights into the evolution of mammalian milk. Genome Biology 10: R43. Li W, 1997. The study of correlation structures of DNA sequences: a critical review. Computers & Chemistry 21: 257-271. Li ,W., Marr TG and Kaneko K, 1994. Understanding long-range correlations in DNA sequences. Physica D: Nonlinear Phenomena 75: 392-416. Messer PW, Bundschuh R, Vingron M and Arndt PF, 2007. Effects of long-range correlations in DNA on sequence alignment score statistics. Journal of Computational Biology 14: 655-668. Mohanty A, and Rao A, 2002. Long range correlations in DNA sequences. arXiv preprint physics/0202075. Nagar AK and Sokhi D, 2008. Phylogenetic comparison of genes using long range correlation patterns in DNA sequences. Proc. Computer Modeling and Simulation 2: 197-202: Peng CK, Buldyrev S, Goldberger A, Havlin S and Mantegna R, 1995. Statistical properties of DNA sequences. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 221: 180-192. Peng CK Buldyrev SV, Goldberger AL, Havlin S and Sciortino F, 1992. Long-range correlations in nucleotide sequences. Nature 356: 168-170. Sims GE, Jun SR, Wu GA and Kim SH, 2009. Alignment-free genome comparison with feature frequency profiles (FFP) and optimal resolutions. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 2677-2682. Stuart GW, Moffett K and Baker S, 2002. Integrated gene and species phylogenies from unaligned whole genome protein sequences. Bioinformatics 18: 100-108. Stuart GW, Moffett K and Leader JJ, 2002. A comprehensive vertebrate phylogeny using vector representations of protein sequences from whole genomes. Molecular Biology and Evolution 19: 554-562. Sutthibutpong T, Matek C, Benham C, Slade GG and Noy A, 2016. Long-range correlations in the mechanics of small DNA circles under topological stress revealed by multi-scale simulation. Nucleic Acids Research 44: 9121-9130. Vinga S, 2013. Information theory applications for biological sequence analysis. Briefings in Bioinformatics 15: 376-389. Voss RF, 1992. Evolution of long-range fractal correlations and 1/f noise in DNA base sequences. Physical Review Letters 68(25): 3805-3808. Warnow T, 2013. Large-scale multiple sequence alignment and phylogeny estimation in models and algorithms for genome evolution. pp. 85-146, Springer Londin. Yu ZG, Anh V and Lau KS, 2003. Multifractal and correlation analyses of protein sequences from complete genomes. Physical Review E 68: 021913. Yu ZG, Anh V and Zhou LQ, 2005. Fractal and dynamical language methods to construct phylogenetic tree based on protein sequences from complete genomes. In International Conference on Natural Computation (pp. 337-347). Springer, Berlin, Heidelberg. Yu ZG, Zhou LQ, Anh VV, Chu KH, Long SC and Deng JQ, 2005. Phylogeny of prokaryotes and chloroplasts revealed by a simple composition approach on all protein sequences from complete genomes without sequence alignment. Journal of Molecular Evolution 60: 538-545. Zhao P, Yu Y, Feng W, Du H, Yu J, Kang H, Zheng X, Wang Z, Liu G, Ernst CW, Ran X, Wang Jand Liu J, 2018. Evidence of evolutionary history and selective sweeps in the genome of Meishan pig reveals its genetic and phenotypic characterization. Gigascience 7(5): 1-12 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 831 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 393 |