【摘 要】
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研究分子内部位点之间的协同进化有助于阐明作用于分子的高级结构和功能约束条件,并可应用于分子结构的预测以及分子相互作用的研究中。在本研究中,我们采用核糖体5S RNA作为研
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研究分子内部位点之间的协同进化有助于阐明作用于分子的高级结构和功能约束条件,并可应用于分子结构的预测以及分子相互作用的研究中。在本研究中,我们采用核糖体5S RNA作为研究模型,探讨选择性约束条件是如何影响RNA分子的进化过程的问题。我们认为RNA分子在进化的过程中要受到很强烈的正向选择压力,而我们的研究结果也证实了这一假设。我们的论据主要有三个:首先,进化过程中配对替换出现频率要远远高于随机序列。其次,存在协同进化现象的位点的替换速率要远远高于其他茎结构位点的替换速率。最后,最终祖先序列中配对状态与非配对状态的比率远远高于1。以上结果均证实,正向选择驱动着分子的协同进化过程。我们共发现了三种协同进化机制,其中最重要的机制是回复位点对之间的Watson-Crick配对,其次是茎结构中多位点之间的相互作用,以及茎结构和环结构位点间的相互作用。位点之间的协同进化高度依赖于位点所处的结构和功能环境。大部分的协同进化位点都位于对其结构和功能发挥重要作用的茎结构中,并且协同进化位点大多靠近环结构或者茎结构中的凸起位置,这可能是由于这些位点比其他茎结构区受到更小的选择压力而造成的;但是,破坏这些区域的配对结构将直接增加其毗邻的环或凸起的大小,会导致分子的部分结构或整个结构发生重排。综上所述,我们认为序列内部位点的协同进化是分子维持最优结构和功能完整性的结果。
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