ریبوزوم به عنوان یک نانو ماشین: مدلی کمی از دینامیک ریبوزوم

ریبوزوم ها قلب مولکولی فرایند ساخت پروتئین در همه موجودات زنده هستند. ریبوزوم ها با قدم های تک کدانی یا سه نوکلئوتیدی برروی mrna حرکت می کنند و به کمک trna و آمینواسیدهای منطبق با آن، رشته ی پروتئینی را می سازند. در این پایان نامه پویایی عملکردی ریبوزوم در یک چرخه ی "جابه جایی-مکث شبه چرخ دنده ای" بررسی شده است. با استفاده از داده های آزمایشگاهی آهنگ های گذار بین مراحل مختلف به دست آمده است. یک قدم از یک کدان با شش مرحله ی ساده و کامل مدل سازی شده است. با استفاده از مدل ارائه شده حرکت پلکانی رو به جلوی ریبوزوم به دست می آید که تطابق بسیارخوبی با داده های تجربی دارد. در بخش دوم پایان نامه، احتمال لغزش از چارچوب اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش طول ژن و تغییر توالی ژنی در این شبیه¬سازی همبستگی خوبی با افزایش احتمال رخداد لغزش از چارچوب اصلی نشان می دهد. ساختارهای ویژه ی rna، مانند توالی لغزنده و ساختارهای سودونات، به عنوان سد انرژی می توانند منجر به مکث در پویایی عملکردی ریبوزوم شده و احتمال رخ دادن لغزش از چارچوب اصلی را افزایش دهند. .این مدل با روش شبیه¬سازی مونت-کارلو و با استفاده از الگوریتم گیلسپی شبیه سازی شده است. بر اساس مدل ما مرحله¬ی تطابقtrna با کدان متناظر آن و مرحله ی هیبرید، محتمل ترین حالت¬ها برای رخ دادن لغزش از چارچوب اصلی هستند.