脱氧核糖核酸或DNA是一种双螺旋化合物,大多数人体都包含在细胞核的所有染色体中。DNA是遗传密码,该DNA的某些部分称为基因,这些基因传递了用于制造蛋白质的信息,这就是构成您的性状的原因。现在,核糖核酸(RNA)基本上是单链DNA,并且有3种不同类型的DNA都用于读取DNA。它从RNA聚合酶开始,该聚合酶沿着DNA的链移动,并使用核中剩余的游离核苷酸创建信使RNA,这是转录中的这一过程。在DNA核苷酸中成对称为碱基对;腺嘌呤与胸腺嘧啶,鸟嘌呤与胞嘧啶。当RNA聚合酶读取DNA时,它将其分为一半(打破碱基对),并添加新的,相应的核苷酸,对于胞嘧啶,它会添加鸟嘌呤,对于鸟嘌呤,它会添加胞嘧啶,为胸腺氨酸添加腺嘌呤,添加腺嘌呤,最后添加腺嘌呤,以添加Uracine。uracil是一种新化合物,用于构建RNA,但是DNA不包括它,就像RNA不包含胸腺素一样,换句话说,它们相互替代。所有这些后,使信使RNA准备转变为蛋白质,它必须从细胞中的细胞核和核糖体扫描它的细胞质中传播。在核糖体中,有称为转移RNA分子的分子,一旦读取了信使RNA,一次3个核苷酸,这些分子以链的形式释放氨基酸。这条氨基酸形成了复杂的形状,形成蛋白质,从而使其具有某些生物特征。
最近,人工智能在许多领域(1-3)取得了令人兴奋的成就,该领域通过结合各种人工智能技术,尤其是深度学习与医学理论,为人类提供精确的诊断和治疗服务(4)。DNA 4MC是一种表观遗传变异,可能与消化系统癌症的发生有关。DNA甲基化在防御可重复的重复元件活动,基因沉默,基因组稳定性中起着至关重要的作用。(5)。此外,DNA甲基化模式的改变可能导致疾病的发生,特别是由环境因素和衰老引起的癌症(6,7)。DNA 4MC位点防御宿主DNA免受限制酶的降解。此外,它还纠正了原核DNA复制的误差,并调节了原核生物的DNA复制和生成周期(8)。因此,DNA甲基化的鉴定对于研究生物学和医学的作用机理非常重要。因此,在人工智能中应用深度学习来检测DNA甲基化位点可以为智能医学提供辅助功能。
未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本的版权持有人(此版本发布于2023年4月30日。; https://doi.org/10.1101/2023.04.27.27.538309 doi:biorxiv Preprint
许多疾病,包括心血管疾病、肿瘤和中枢神经系统疾病,都与氧化应激和活性氧 (ROS) 对基因组 DNA 的改变有关。5-甲基胞嘧啶 (5mC) 是细胞 DNA 中一种罕见但正常的成分(图 1A)[12–14]。它通常出现在二核苷酸序列 CpG 中,但情况并非总是如此。这种修饰仅发生在 3' 碳通过磷酸二酯键与鸟嘌呤 (CpG 二核苷酸) 5' 碳原子相连的胞嘧啶中。大多数 CpG 二核苷酸聚集在称为 CpG 岛的小段 DNA 中,正常细胞通过尚不清楚的机制保护这些 CpG 岛免于甲基化。CpG 岛位于启动子区,该区缺乏甲基化对于开启基因至关重要。然而,约...基因组其他位置的CpG双核苷酸有70%被甲基化,转录基因编码区内发现的CpG序列很少[14–17]。
缺失 缺失与基因组学相关,是一种突变,涉及 DNA 片段中一个或多个核苷酸的丢失。缺失可能涉及任意数量的核苷酸的丢失,从单个核苷酸到整条染色体。 脱氧核糖核酸 (DNA) 脱氧核糖核酸(缩写 DNA)是一种携带生物体发育和功能遗传信息的分子。DNA 由两条相互缠绕、形似扭曲的梯子的连接链组成 — — 这种形状称为双螺旋。每条链都有一个由交替的糖(脱氧核糖)和磷酸基团组成的骨架。每个糖上附着有四种碱基之一:腺嘌呤 (A)、胞嘧啶 (C)、鸟嘌呤 (G) 或胸腺嘧啶 (T)。两条链通过碱基之间的化学键连接:腺嘌呤与胸腺嘧啶结合,胞嘧啶与鸟嘌呤结合。 DNA 主链上的碱基序列编码了生物信息,例如制造蛋白质或 RNA 分子的指令。
在人DNA中,有4-6%的胞嘧啶是甲基化的,其中60-90%的甲基化胞嘧啶在CpG位点(1,2)。相比之下,微生物物种中CpG位点的甲基化很少见。NEBNEXT微生物组DNA富集试剂盒使用一种简单而快速的基于磁珠的方法来选择性结合和去除CpG-甲基化的宿主DNA。该方法使用MBD2-FC蛋白,该蛋白由甲基化的CpG特异性结合蛋白MBD2组成,该蛋白与人IgG的FC片段融合在一起。FC片段很容易与蛋白A结合,从而有效地附着在蛋白A结合的磁珠上。该蛋白质的MBD2结构域特异性结合与CpG甲基化DNA。磁场的应用然后拔出CpG-甲基化(真核)DNA,将非CPG-甲基化(微生物)DNA留在上清液中(3)。如果需要,可以洗脱在磁性珠粒中捕获的宿主DNA,并为此提供协议。
产品描述人类甲基化和非甲基化的DNA集由两个对照DNA(非甲基化和甲基化)以及一组特定设计的引物,可与EZ DNA甲基化 - 甲基化 - 光点™结合使用,EZ DNA甲基化 - ez DNA甲基化基因甲基化基因甲基化基因,EZ DNA甲基化基因, Zymo研究以评估DNA的亚硫酸含量转化的效率。从包含DNA甲基转移酶DNMT1( - / - )和DNMT3B( - / - )1的细胞中纯化了人类HCT116 DKO非甲基化DNA。源自HCT116 DKO细胞的DNA具有低水平的DNA甲基化,可用作DNA甲基化分析的对照(图1)。人类HCT116 DKO甲基化的DNA被纯化为HCT116 DKO DNA,并且已在所有胞质位置进行了酶甲基化,该位置包括M.SSSI甲基转移酶2的CG二核苷酸,并可以用作DNA甲基化分析的阳性对照。在亚硫酸盐处理后,甲基化的胞嘧啶仍未转化(在哺乳动物中,胞嘧啶甲基化主要发生在CPG的情况下),而PCR后,非甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶并被检测为胸骨。DAPK1控制引物扩增了与死亡相关蛋白激酶1(DAPK1)基因的甲基化,非甲基化和混合甲基化拷贝,并用于在甲硫酸盐转化对照DNA后用于使用。恢复的DNA非常适合许多应用,包括下游分析,例如PCR,限制性核酸内切酶消化,测序等。
常见 B 型 DNA 和其他 DNA 构象之间的动态结构转变为基因表达提供了额外的调控层。1–4 G-四链体 (G4) 和 i-基序 (iM) 是两类重要的非规范 DNA 结构,分别在人类基因组中某些富含鸟嘌呤和胞嘧啶的区域形成。由于 iM 结构是通过堆叠插入的半质子化胞嘧啶碱基对 (C+:C) 形成的,因此最初认为 iM 的形成需要弱酸性 pH 值,然而,现在已经确定这些结构是在细胞环境中的生理 pH 值下形成的。5,6 G4 结构由 pi 堆叠的平面 G 四联体形成,其中每个 G 四联体由四个鸟嘌呤碱基组成,通过 Hoogsteen 氢键结合在一起,并通过生理相关的阳离子进一步稳定。 7–10 G4 和 iM 折叠机制已用于预测它们在基因组中形成的倾向以及它们在调控区域中的过度表达。5,11 此外,它们的结构特征
线粒体内膜的物理和化学特性对常用于核基因组碱基编辑的CRISPR系统提出了挑战,因为其向导RNA不能轻易进入线粒体来编辑线粒体DNA(mtDNA)1。此外,之前鉴定的DNA脱氨酶主要针对单链DNA(ssDNA),这限制了它们在线粒体DNA碱基编辑器的开发中的应用。然而,可以修饰双链DNA(dsDNA)中胞嘧啶的DddA脱氨酶的发现,使得开发线粒体DNA碱基编辑器成为可能,例如DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器(DdCBE)和转录激活因子样效应物(TALE)连接的脱氨酶(TALED)2,3。这些工具依赖于 DddA,但受到其序列偏好以及通过与转录抑制因子 CTCF 4 相互作用对核基因组产生脱靶效应的风险的限制。此外,DdCBE 和 TALED 会编辑目标序列的两条链 2 , 3 ,从而导致不准确。这些限制阻碍了这些工具在研究和治疗由线粒体DNA突变引起的疾病中的应用。
产品描述有效检测和量化DNA甲基化的能力(即5-甲基胞嘧啶)对于基于表观遗传学的研究至关重要。迄今为止,为此目的开发了几种方法,包括高性能毛细血管电泳,亚硫酸盐测序和甲基化的DNA免疫沉淀。5-MC DNA ELISA试剂盒是一种方便且功能强大的工具,可让研究人员在不到3小时的时间内准确定量5-MC。该试剂盒具有独特的抗5-甲基环胞嘧啶单克隆抗体,对5-MC既敏感又具有特异性。该测定法与脊椎动物,植物和微生物源以及PCR扩增子和碎片DNA的广泛输入DNA兼容。5-MC在DNA样品中可以从具有特殊设计的对照中生成的标准曲线中准确量化。 这个快速的简化工作流也是高通量分析的理想选择。5-MC在DNA样品中可以从具有特殊设计的对照中生成的标准曲线中准确量化。这个快速的简化工作流也是高通量分析的理想选择。