Bubble relaxation dynamics in homopolymer DNA sequences
了解DNA中大气泡的固有时间尺度对于彻底理解其物理化学特性以及它们对螺旋打开和生物功能的潜在作用至关重要。在这项工作中，我们采用粗粒度的Peyrard-Bishop-Dauxois模型的DNA均聚物DNA中的大气泡的弛豫动力学研究，使用模拟到微秒的时间尺度。通过研究插入到热DNA分子中的相对较大的气泡的能量自相关函数，我们从腺嘌呤-胸腺嘧啶（AT）和鸟嘌呤-胞嘧啶（GC）均聚物的平衡过程中提取特征弛豫时间。不同的振幅和宽度的气泡进行了调查，通过广泛的统计和适当的拟合，他们的放松。特征弛豫时间随气泡高度和宽度的增加而增加。我们表明，在该模型中，弛豫时间是两个数量级的GC序列比AT序列。总的来说，我们的研究结果证实，大气泡对分子的动力学产生持久的影响，时间在0.4- 200 ns之间，取决于均聚物类型和气泡形状，从而明显影响分子的长期演变。
2022-08-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Bubbles, clusters and denaturation in genomic DNA: modeling, parametrization, efficient computation
本文使用介观，非线性晶格动力学（Peyrard-Bishop-Dauxois，PBD）建模来描述DNA在变性温度以下和附近的热性质。计算效率的符号介绍了相关的统计力学。计算的熔化配置文件的长和短的异质序列，使用最近推出的重新参数化的PBD模型，并严格讨论。扩展开放的气泡和绑定集群的统计制定和结果，为选定的例子。
2011-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Lengthscales and Cooperativity in DNA Bubble Formation
不同大小的热激活DNA气泡似乎在重要的遗传过程中发挥着核心作用。在这里，我们表明，这种泡沫的形成的概率是由软AT对在特定区域的长度，在生理温度下的顺序（但不等于）的大小的泡沫的数量。分析是基于Peyrard-Bishop-Dauxois模型，其平衡统计性质已在这里准确计算的传递积分方法。
2005-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Nonlinear waves in double-stranded DNA
我们提出了一个基于第一性原理的非线性模型来描述DNA的气泡动力学。我们的模型方程包括来自分子间振动模式的耗散效应的一项。这种模式是由传播的气泡激发的，我们称之为“曲率耗散”。我们推导的方程允许稳定的钉扎局部扭结形成的气泡。我们进行的稳定性分析，并指定本地化的解决方案的运动的能量要求。我们的研究结果与DNA动力学的性质是一致的，并可用于变性气泡，RNA和DNA转录，核苷酸切除修复和减数分裂重组的模型。
2004-12-21 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Modeling the thermal evolution of enzyme-created bubbles in DNA
核酸中气泡的形成在许多生物学过程中是基本的，例如DNA复制、重组、端粒形成、核苷酸切除修复以及RNA转录和剪接。这些过程是通过与酶组装复合物来进行的，所述酶分离NA的选定区域。在非线性动力学方法的框架内，我们模拟的DNA双链体的结构由一个非线性网络耦合振荡器。我们发现，事实上，从某些局部的结构扭曲有起源振荡本地化的模式，即径向和扭转呼吸，这是与本地化的H-键变形，令人想起的复制泡沫。我们进一步研究了这些振荡气泡的温度依赖性。为此目的，使用Nos $\rm{\acute{e}}$ -Hoover方法使DNA双链体的基础非线性振荡器网络与热浴接触。特别注意的是下施加的热扰动的振荡气泡的稳定性。它表明，径向和扭转呼吸，维持热扰动的影响，即使在温度高达室温。一般来说，对于非零温度的氢键呼吸器沿双链相干移动，而在T=0站立的径向和扭转呼吸器的结果。
2004-12-04 nlin.PS q-bio.BM
Plectoneme tip bubbles: Coupled denaturation and writhing in supercoiled DNA
生物信息不仅存储在双螺旋DNA的数字化学序列中，而且还编码在DNA链的机械特性中，这可以影响涉及其读出的生化过程。例如，Lac操纵子中的环的形成可以调节关键基因的表达，并且DNA超螺旋与蓝藻中的节律性圆曲线基因表达密切相关。超螺旋对于真核和原核细胞中基因组的大规模组织也很重要。DNA可以通过扭曲形成环状结构来对扭转应力做出反应，这种环状结构被称为原丝，从而将储存在扭曲中的能量转化为储存在弯曲中的能量。变性气泡也可以放松扭转应力，其吸收欠扭转的能力补偿了断裂键的破坏成本。在这里，我们预测一个新的制度，泡沫形成的plectonemes的尖端，并研究其性质，使用粗粒度的模拟。这些尖端气泡可以发生积极和消极的超螺旋，大大减少了钉扎机制的plectoneme扩散。它们可以导致plectonemes优先定位于AT丰富的区域，因为气泡更容易在那里形成。尖端气泡制度发生的超螺旋密度和力量，通常遇到的DNA在体内，并可用于生物控制的基因组过程。
2014-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Determining the DNA stability parameters for the breathing dynamics of heterogeneous DNA by stochastic optimization
我们认为，热力学稳定性参数（最近邻堆积和氢键自由能）的双链DNA分子可以可靠地推断出时间序列的局部变性区（气泡）的大小波动（呼吸）。在重建的气泡尺寸分布的基础上，这是通过模拟退火方面的自由能的随机优化来实现的。特别是，它示出，即使是嘈杂的时间序列允许在显着的准确性的稳定性参数的识别。这种方法将是有用的，以获得DNA堆积和氢键自由能从单泡呼吸测定，而不是平衡数据。
2011-09-30 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Bubble lifetimes in DNA gene promoters and their mutations affecting transcription
固有的双链DNA开口的长度高达10个碱基对的相对寿命不同的基因启动子和相应的突变体，无论是增加或减少转录活性，在Peyrard-Bishop-Dauxois模型的框架。广泛的微正则模拟，与能量对应的生理温度。沿着DNA序列的气泡寿命曲线表明，当突变的启动子降低转录时，突变位点处的平均寿命显著降低，而在导致转录增加的突变的情况下观察到气泡寿命的相应增强。随着泡长度的减小，突变启动子和野生型启动子在突变位置处的泡寿命的相对差异从20%变化到30%以上
2021-06-29 q-bio.BM
Coupled dynamics of DNA-breathing and single-stranded DNA binding proteins
我们研究的DNA分子中的局部变性区的大小波动的蛋白质的存在下，选择性地结合到单链DNA，基于（2+1）维主方程。通过调整物理参数，我们可以驱动系统从不受干扰的气泡波动，以充分，结合蛋白质诱导变性。我们确定了DNA泡的有效自由能景观，并探讨了它的弛豫模式。
2005-06-17 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Helix untwisting and bubble formation in circular DNA
研究了环状分子的碱基对涨落和螺旋解扭。提出了一个包含扭转自由度和分子轴弯曲的真实介观模型。的计算方法，路径积分技术的基础上，模拟分布的拓扑异构体与不同的扭曲数，并发现积极最有利的分子构象作为温度的函数。该方法可以在较宽的温度范围内预测特定序列的螺旋重复序列、开口位点和气泡大小。最近在哺乳动物细胞中发现的短DNA环的一些结果。
2013-05-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
DNA denaturation bubbles: free-energy landscape and nucleation/closure rates
采用粗粒度元动力学和布朗模拟方法研究了DNA中非超螺旋应力诱导变性气泡的成核和缓慢闭合机制。一个最小的介观模型是使用的双螺旋线是由两个相互作用的珠弹簧旋转股在双工状态与规定的扭转模量。我们证明，时间尺度的成核（分别。关闭）的约10个碱基对的气泡，与实验一致，是与交叉的自由能势垒的$22~k_{\rm B}T$（分别。$T$）。元动力学允许我们准确地重建自由能景观，以表明自由能障碍来自气泡和双态之间的扭转能量的差异，从而突出限制步骤，集体扭曲，控制成核/闭合机制，并访问毫秒范围内的开放时间尺度。与小的呼吸气泡相反，这些超过4个碱基对的气泡具有生物相关性，例如当特定DNA结合蛋白需要预先存在的变性状态时。
2015-01-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Breathing dynamics in heteropolymer DNA
虽然DNA的统计力学描述有着悠久的传统，但从物理学角度对DNA熔化的新兴趣是通过单分子光谱学测量局部变性气泡的波动动力学来滋养的。DNA气泡的动态打开（DNA呼吸）被认为是生物功能的关键，例如，转录起始和DNA与选择性单链DNA结合蛋白的相互作用。出于这一动机，我们认为在一个杂聚物DNA的基础上（2+1）-变量主方程和互补的随机Gillespie模拟的气泡呼吸动力学，提供气泡的大小和气泡的位置沿序列作为时间的函数。我们利用新的实验数据，独立获得堆叠和氢键的贡献DNA的稳定性。我们计算的弛豫时间和实验测量的自相关函数的荧光猝灭剂标记的碱基对的光谱，并表现出良好的协议与荧光相关实验。一个显着的依赖性的开放概率和等待时间之间的气泡事件对本地的DNA序列被揭示和量化的T7噬菌体的启动子序列。强烈依赖于序列，温度和盐浓度的呼吸动力学的DNA在这里发现点在一个很好的潜力，通过利用短的荧光团淬灭剂修饰的DNA构建纳米传感应用。
2006-11-28 cond-mat.soft q-bio.BM
Sequence sensitivity of breathing dynamics in heteropolymer DNA
基于新的DNA稳定性数据，利用主方程和互补随机模拟研究了杂聚体DNA中局域变性泡的涨落动力学。一个显着的依赖性的开放概率和等待时间之间的气泡事件对本地的DNA序列的T7噬菌体的生物序列被揭示和量化。与荧光相关光谱（FCS）的数据的定量协议证明。
2006-08-24 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
A stitch in time: Efficient computation of genomic DNA melting bubbles
背景：使用统计力学模型对DNA熔化气泡的位置进行全基因组预测具有生物学意义。在计算上，这提出了一个挑战，即通过气泡开始和结束的所有组合的通用搜索是二次的。结果：给出了一个有效的算法，该算法的时间复杂度为O（NlogN），而不是二次的。该算法利用气泡长度可能是有限的，但没有预先假设的最大气泡长度。没有近似，如窗口，已被引入，以减少时间复杂度。该算法不仅可以找到气泡，还可以生成缝合轮廓，这是气泡和螺旋区域的概率图形模型。该算法采用概率峰值发现方法的基础上的层次分析的能量障碍的波兰Scheraga模型。结论：准确和快速的计算基因组拼接图谱是可行的。几兆字节的序列已经被计算出来，只是受到计算机内存的限制。可能的应用是气泡与启动子、TSS、病毒整合位点和其他熔化相关区域的全基因组比较。
2008-02-07 q-bio.BM q-bio.GN
Nanomechanical resonance captures pre-melting transition in DNA unravelling
双链DNA通过中间变性的气泡片段热解开。内在地，波动在气泡边界处从与环境的非平衡（NE）能量交换而发生。然而，这样的细节变得模糊的大种群动力学在宏观尺度上，关联平衡路径的解开景观。在这项工作中，我们捕获的微流体悬臂与皮升样品的波动能量学的证据。我们利用纳米机械共振测量NE能量交换通过耗散，揭示了一个关键的预熔化转变在T~ 42 C。这意味着解开可能通过中间的气泡构象释放能量进行，足以解开气泡末端，帮助进一步解开。波动定理解释了观测结果，为研究其他生物现象中的波动动力学开辟了进一步的途径，这些生物现象也通过类似的NE能量学进行。
2018-09-20 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Distribution Functions, Loop Formation Probabilities and Force-Extension Relations in a Model for Short Double-Stranded DNA Molecules
本文用传递矩阵方法得到了短双链DNA分子的端-端距离分布函数$P(R)$、成环概率和力-伸展关系。考虑到“气泡”的出现，与热平衡中双链DNA的几个碱基对的打开相关的增强柔性的局部区域导致$P(R)$的急剧变化和不寻常的力-延伸曲线。提出了存在气泡时回路形成概率的解析公式。对于短{ \em异质}链，我们证明了一个很强的依赖性，在最近的实验中看到的循环形成概率的序列。
2005-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Sufficient minimal model for DNA denaturation: Integration of harmonic scalar elasticity and bond energies
我们研究DNA变性整合弹性-所描述的高斯网络模型-与键结合能，区分不同的碱基对和堆积能。我们使用精确的计算，在模型中，任何部分变性状态的亥姆霍兹自由能，这意味着所有形成的气泡（“环”）的熵占。考虑到碱基对键去除单事件，通过在所有剩余的碱基对键上最小化该过程的自由能差来选择指定用于打开的键。尽管它非常简单，对于几个已知的DNA序列，我们的结果是符合现有的理论和实验研究。此外，我们报告沿变性途径，这允许检测稳定或亚稳定的部分变性状态，组成的“气泡”，作为本地的自由能最小值分离的障碍，自由能配置文件。我们的方法允许研究非常长的DNA链与常用的计算能力，因为我们证明了一些随机序列的范围在200-800碱基对。对于后者，我们还阐明了系统的自平均性质。众所周知的呼吸动力学的DNA的影响进行了阐述。
2016-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
DNA cruciform arms nucleate through a correlated but non-synchronous cooperative mechanism
DNA中的反向重复序列（IR）可以形成非经典的十字形结构来缓解扭转应力。我们使用蒙特卡罗模拟最近开发的粗粒度模型的DNA证明，一个十字形的成核可以通过一个合作机制进行。首先，扭曲诱导的变性气泡必须扩散，使得其中点靠近IR序列的对称中心。其次，泡沫的波动必须足够大，以允许其中一个臂形成少量的发夹键。一旦第一臂部分地形成，第二臂可以快速地生长到类似的尺寸。由于气泡可以自行扭转，因此它们需要比最终十字形状态少得多的基础来解决扭转应力。因此，最初稳定的十字形继续生长，这通常是同步进行的，让人想起十字形形成的S型机制。通过使用伞采样技术，我们计算，对于不同的温度和超螺旋密度，自由能作为一个函数的键的数量在每个十字形沿相关的，但非同步的成核途径，我们观察到在直接模拟。
2012-09-13 q-bio.BM
Local Cooperativity Mechanism in the DNA Melting Transition
提出了一个新的DNA解链转变的统计力学模型。碱基配对和堆叠被视为单独的自由度，配对和堆叠之间的相互作用是由一组本地规则，模仿在真实分子的几何约束。这种微观机制内在地解释了与气泡成核的自由能惩罚相关的协同性。该模型描述了光谱测定的实验熔化曲线的未配对和未堆叠部分。此外，该模型解释了所观察到的最近邻（NN）型模型中使用的有效热力学参数的温度依赖性。我们计算的配分函数的模型通过传递矩阵的形式主义，我们也推广到包括非局部链熵项。这一部分介绍了一个新的参数化的Yeramian样的转移矩阵方法的波兰-Scheraga描述的DNA熔解。该模型在齐次热力学极限下是精确可解的，并且我们计算了所有的可观测量而不使用大配分函数。众所周知，这类模型在完全链分离的温度下具有一阶或连续的相变，这取决于气泡熵的指数值。
2005-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Duplex-single strand denaturing transition in DNA oligomers
我们测量了不同长度的聚d（A）-聚d（T）DNA寡聚体在不同缓冲液条件下的温度驱动的变性或熔融转变。我们的研究结果是在明确的分歧与两个国家，反应动力学模型，我们发现，所谓的拉链模型，其中通过开放的双链体在末端的变性收益描述以及开放碱基对的平均数量的温度依赖性。然而，过渡参数的长度依赖性的分析表明，气泡的形成是重要的，过渡，在热力学极限，是连续的，虽然接近一阶。
2003-04-24 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Twisting and Bending Stress in DNA Minicircles
的弯曲的分子轴和出现在环状DNA分子中的中断之间的相互作用，与$\sim 100$碱基对，解决。研究了三种不同半径的AT和GC对含量几乎相等的微环。的DNA序列建模介观哈密顿描述的基本相互作用的螺旋在碱基对的水平，并纳入扭曲和弯曲的自由度。受阻解旋和气泡形成模式一致计算的路径积分方法，总结了大量的分子配置兼容的模型潜力。的路径合奏确定，作为温度的函数，通过最小化系统的自由能。由于分子骨架的弯曲，沿着螺旋出现波动开口以释放应力。与实验结果一致，碱基对断裂的概率较大，在最小的微环的\textit{66-bps}，其弯曲角为$\sim 6^{o} $。对于这种微环，螺旋重复在$τ=\,315K$处显示出阶梯状增加，从而获得相当大的解扭。该方法可以推广到确定开放端线性序列的气泡概率分布。
2014-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Bounds for DNA codes with constant GC-content
我们推导出理论上的上限和下界上的最大尺寸的DNA代码的长度为n与恒定的GC含量w和最小汉明距离d，无论有和没有额外的约束，任何码字和任何码字的反向互补之间的最小汉明距离至少是d。我们还显式地构造了比先前发表的最佳代码更大的代码，对于参数n，d和w的许多选择。
2004-02-26 math.CO q-bio.BM
Effect of magnesium ions on dielectric relaxation in semidilute DNA aqueous solutions
用介电谱研究了Mg ~（2+）对半稀释DNA水溶液介电弛豫的影响。De Gennes-Pfeuty-Dobrynin半稀释溶液相关长度是足够低浓度的添加盐的相关基本长度尺度，描述了Mg-DNA溶液的集体性质。在低DNA浓度下没有检测到导致暴露的疏水核心结垢的DNA变性气泡的松弛指纹，因此表明与Na-DNA溶液的情况相比，Mg-DNA溶液中的双链构象的稳定性增加。在与单分子DNA性质有关的基本长度尺度的行为中检测到一些变化，反映了Odijk-Skolnick-Fixman类型的修改的静电屏蔽效应。所有结果一致地表明，Mg 2+离子与DNA以与Na 1+离子类似的方式相互作用，它们的作用主要通过增强筛选来描述。
2013-11-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Helical Disruptions in Small Loops of DNA
用路径积分方法研究了DNA微环的稳定性。互补链上碱基对之间的氢键可以被热波动破坏，并且沿着双螺旋的临时波动开口对于生物功能如遗传信息的转录和复制是必不可少的。阻碍解旋和气泡形成模式计算在圆形序列与可变半径，以分析分子大小和螺旋破裂的外观之间的相互作用。后者存在于具有$< 100$碱基对的微环中，并作为一种策略出现，以软化由于螺旋的弯曲和扭转而产生的应力。
2015-03-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Partly melted DNA conformations obtained with a probability peak finding method
在这篇文章中，我们使用一种峰值发现方法，绘制了某些能量景观的层次结构，发现了循环或气泡、螺旋片段和解链DNA末端的概率峰值。峰指示平衡共存的替代构象及其波动范围。这产生了在给定温度下的构象集合的表示，其在称为缝合轮廓的单个图中示出。本文描述了方法，并讨论缝合配置文件与普通的概率配置文件使用噬菌体λ基因组作为一个例子。
2005-05-20 q-bio.BM q-bio.GN
Non-Ideality of a DNA Strand Displacement AND Gate Studied with a Dynamic Bonded DNA Model
我们进行了空间分辨的模拟研究的与门的基础上使用几个长度的立足点和相邻的域的DNA链位移。使用粗粒度动态键合模型{[}C. Svaneborg，Comp.Phys.Comm.183，1793（2012）{]}。我们观察到一个复杂的过渡路径从初始状态到最终状态的与门。该路径受到非理想效应的强烈影响，非理想效应是由于瞬时气泡暴露出不期望的立足点和整个股线的热熔融。我们还表征了单链的结合和未结合动力学，特别是总与操作的动力学和它所基于的三个不同的DNA转换，我们观察到竞争性置换操作的立足点长度的指数动力学依赖性，但门操作时间仅弱依赖于立足点和相邻结构域长度。我们的门在三个输入状态下显示出很好的逻辑保真度，而在第四个输入状态下显示出很差的保真度。这说明了非理想性如何对保真度产生非常有选择性的影响。模拟和详细的分析，如这里提出的那些提供分子的见解链置换计算，也可以预期在化学实现。
2012-12-28 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph q-bio.BM
Inferring DNA sequences from mechanical unzipping data: the large-bandwidth case
DNA分子的互补链在被力拉伸时可以分离;解链信号与序列的碱基含量相关，但受到热和仪器噪声的影响。我们认为在这里的理想情况下，开放的事件是已知的一个非常好的时间分辨率（非常大的带宽），并研究如何可以从解压缩数据重建的序列。我们的方法依赖于使用统计贝叶斯推断和维特比解码算法。性能进行了研究，数值模拟Monte Carlo生成的数据，并分析。我们展示了如何利用同一分子的多个解压缩来提高预测的质量，并分析计算所需解压缩的数量作为带宽，序列内容，解压缩链的弹性参数的函数。
2007-04-19 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Denaturation Patterns in Heterogeneous DNA
应用路径积分技术对非线性模型哈密顿量计算了异质DNA序列的化学性质。碱基对的相对位移被解释为依赖于时间的路径，其幅度是一致的互补链之间的氢键的模型潜力。在任何温度下，通过选择满足热力学第二定律的路径系综来确定对配分函数有贡献的构型空间部分。对于短DNA片段，变性由比热图中的一系列峰发出信号，而熵相对于$T$连续增长。因此，由于碱基对波动的影响，双链的开放与气泡形成表现为平滑的交叉，这是由路径积分方法解释的。多步跃迁是由DNA片段的AT富集区驱动的。的碱基对路径合奏显示出增强程度的协同性，在大约相同的温度下的比热峰发生。这些发现建立了过渡的微观和宏观特征之间的联系。通过改变AT碱基对含量并为分子变性的发生取一些阈值来计算平均碱基对拉伸的分数。
2010-04-26 cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Solitons in Yakushevich-like models of DNA dynamics with improved intrapair potential
Yakushevich（Y）模型提供了一个非常简单的DNA扭转动力学的图像，但产生了非常正确的预测的某些物理特性的动力学。在标准的Y模型中，一对碱基之间的相互作用是由一个调和势来模拟的，当用旋转角来描述时，它就变成了非调和势;在这里，我们用这种不同类型的改进势来代替，为碱基之间的氢键介导的相互作用提供了一个更物理的描述。我们特别关注孤立子的解决方案; Y模型预测的正确大小的非线性激发应该模型的“转录泡沫”，这是基本上不变的改进潜力。孤子动力学的其他功能，特别是孤子场的曲率配置和Peierls-Nabarro障碍，而不是显着改变。
2006-04-04 q-bio.BM
Universal 1/f noise, cross-overs of scaling exponents, and chromosome specific patterns of GC content in DNA sequences of the human genome
利用谱分析研究了人类基因组DNA全序列中鸟嘌呤和胞嘧啶碱基含量（GC%）的空间波动。我们发现：（i）在所有24条染色体的功率谱中普遍观察到1/f^α衰变;（ii）指数α \approx 1扩展到大约10^7个碱基，比先前观察到的长一个数量级。我们进一步发现，（iii）几乎所有的人类染色体都表现出从较低频率的α_1 \approx 1（1/f^alpha_1）到较高频率的α_2 < 1（1/f^alpha_2）的交换，通常发生在约30，000 - 100，000个碱基处，而（iv）在人类22号染色体中几乎不存在该频率范围内的交换。除了功率谱中普遍存在的1/f^alpha噪声外，我们还发现了（v）染色体特异性相关结构的几条证据，包括人类21号染色体中50万个碱基长的振荡。当窗口大小增加时，鸟嘌呤和胞嘧啶含量的方差减少的抵抗性进一步证实了人类基因组中普遍的1/f^α谱。
2004-11-03 q-bio.BM q-bio.GN
Spectral Analysis of Guanine and Cytosine Fluctuations of Mouse Genomic DNA
我们利用谱分析研究了小鼠基因组DNA中鸟嘌呤和胞嘧啶碱基含量（GC%）的整体波动。在所有19条常染色体和2条性染色体中观察到GC%波动的功率谱S（f）具有通用函数形式S（f）\sim 1/f^alpha（alpha \approx 1），其频率范围为10^-7< f < 10^-5 cycle/base，在几个数量级上，对应于100 kb和10 Mb之间的长程GC%相关性。对于更高频率（f > 10^-5周期/碱基），S（f）呈现出一个平坦的幂律函数，在所有21条染色体上α都小于1。约38%的穿插重复序列的取代不影响S（f）的功能形式，表明这些不是哺乳动物基因组中长范围多尺度GC%波动的主要原因。几个生物学意义的大规模GC%波动进行了讨论，包括中性进化历史的DNA复制，染色体带，转录单位（基因）的空间分布，复制时间，重组热点。
2004-11-03 q-bio.BM q-bio.GN
