Benutzer:Dirk123456/Baustellenbaustelle 001/Baustelle-2/Baustelle-2.4

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Das ist eine Betrachtung über die "Nearest-Neighbor"-Sequenzanalyse als biochemische Methode zur Ermittlung der Dinukleotid-Zusammensetzung von DNA.

Kern dieser Baustelle-2.4 vor allem eine Zitate-Liste ist zu einem Artikel Josse, Kaiser und Kornberg, 1961, PMID 13790780 [1]

Kurzbeschreibung mit Abbildung

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Josse, Kaiser und Kornberg hatten 1961[1] einen Artikel zur Bestimmung der Dinukleotid-Komposition in DNA verfasst. Sie nannten die Methode in etwa „Bestimmung des nächsten Nachbarn“ oder genauer „Analyse der Häufigkeiten der Basen-Sequenz des nächsten Nachbarn“. Dabei wurde ein Ansatz benutzt, bei dem jeweils festgelegte Bausteine (Y = A, C, G bzw. T) radioaktiv am „vorderen Ende“ markiert wurden (5'-Seite, radioaktiver Phosphor P32) und dann für die enzymatische Polymerisierung zur Verfügung standen. In einem nachfolgenden Schritt wurden die Polymere enzymatisch abgebaut, wobei die Phosphorsäure-Gruppen mit dem „hinteren Ende“ der verbliebenen, einzelnen Bausteine (3'-Seite) verknüpft waren. Dadurch waren die Phosphorsäure-Gruppen sozusagen vom vorbestimmten Y auf den gesuchten, direkten Nachbarn X übertragen worden.

Basen-Sequenz der nächsten Nachbarn
In Anlehnung an Josse et al. (1961)[1], siehe nebenstehender Text

Im Ergebnis ließen sich mit dieser Methode die Anteile aller 16 Nachbar- bzw. Dinukleotid-Kombinationen ermitteln, die in DNA mit den Grundbausteinen A, C, T und G möglich sind. Da die markierte Phosphorsäure-Gruppe maßgeblich für die Zuordnung war, wurde sie das auch für die Benennung. So wurde ein isoliertes, mit P32 am 3'-Ende markiertes Nukleotid der Base Guanin als pG bezeichnet und die Kombination der Nachbar-Basen, auf die gefolgert werden konnte, als CpG, wenn für den konkreten Experimentansatz markiertes Desoxycytidintriphosphat (dCTP32) eingesetzt wurde.

Die nebenstehende Darstellung ist an eine Abbildung aus der ursprünglichen Arbeit[1] zur Analyse der Häufigkeiten der Basen-Sequenz des nächsten Nachbarn angelehnt und soll das Prinzip der Nutzung von enzymatischer Synthese (engl. Synthesis) und nachfolgendem enzymatischen Abbau (engl. Degradation) verdeutlichen. Die linke und rechte Seite entsprechen der Abbildung in der ursprünglichen Arbeit weitestgehend, wobei dort keine farblichen Hervorhebungen zum Einsatz kommen. Die Kreise mit dem Buchstaben „p“ symbolisieren Phosphorsäure-Gruppen, die Fünfecke den Zucker Desoxyribose und die Vierecke symbolisieren die Nukleobasen in der DNA, die hier blau dargestellt wurde. Die Ziffern 5 und 3 dienen der Orientierung (grau). Das für die Markierung relevante „p32“ wurde hier gelb hinterlegt und rot geschrieben. Die jeweils mit der Markierung „p32“ verbundenen Nukleobasen X bzw. Y werden hier fett und rot geschrieben.

Den mittleren Teil der Darstellung gibt es in der ursprünglichen Arbeit[1] nicht. Der Schriftzug „XpY“ soll hier zeigen, dass zwischen Synthese und Abbau DNA-Moleküle vorlagen, die p-Markierungen zwischen benachbarten Basen (X und Y) trugen. Statt „XpY“ wurden von den Autoren in der Arbeit[1] immer die konkreten Bezeichnungen verwendet (also ApA, ApC, ApG, ApT, CpA, CpC, CpG, CpT, GpA, GpC, GpG, GpT, TpA, TpC, TpG und TpT).

Referenzen, Nummern im Original

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/ 1 / 2 / 3 / 4 / 5 / 6 / 7 / 8 / 9 / 10 / 11 / 12 / 13 / 14 / 15 / 16 / 17 / 18 / 19 / 20 / 21 / 22 / 23 / 24 / 25 / 26 /

Josse, J., Kaiser, A. D. & Kornberg, A. (1961) J. Biol. Chem. 236, 864-875. PMID 13790780 [1]

Die Referenzen (1. bis 26.) wurden hier wie im Original nummeriert (#) gelistet und zusätzlich, soweit möglich, "wiki-konform" verlinkt (letzte Spalte).

# Originale Zitierweise in Josse et. al., 1961 Zugangs-IDs  
1. LEHMAN, I. R., BESSMAN, M. J., SIMMS, E. S., AND KORNBERG, A., J. Biol. Chem., 233, 163 (1958). PMID 13563462 [2]
2. BESSMAN, M. J., LEHMAN, I. R., SIMMS, E. S., AND KORNBERG, A., J. Biol. Chem., 233, 171 (1958). PMID 13563463 [3]
3. LEHMAN, I. R., ZIMMERMAN, S. B., ADLER, J., BESSMAN, M. J., SIMMS, E. S., AND KORNBERG, A., Proc. Natl. Acad. Sci. U. s., 44, 1191 (1958). PMID 16590331 [4]
4. SINSHEIMER, R. L., J. Biol. Chem., 216, 579 (1955). PMID 13242554 [5]
5. SHAPIRO, H. S., AND CHARGAFF, E., Biochim. et Biophys. Acta, 26, 608 (1957); 39, 62 (1960). 5. a) PMID 13499419; [6]
    5. b) PMID 14445515 [7]
6. BURTON, K., AND PETERSON, G. B., Biochem. J., 75, 17 (1960). PMID 13806335 [8]
7. WATSON, J. D., AND CRICK, F. H. C., Nature (London), 171, 737, 964 (1953). 7. a) PMID 13054692; [9]
    7. b) PMID 13063483 [10]
8. SMITH, M., AND KHORANA, H. G., J. Am. Chem. Soc., 80, 1141 (1958). doi:10.1021/ja01538a033 [11]
9. CUNNINGHAM, L., CATLIN, B. W., AND DE GARILHE, M. P., J. Am. Chem. Soc., 78, 4642 (1956). Kommentar zu 9. [12]
10. HILMOE, R. J., J. Biol. Chem., 235, 2117 (1960). PMID 14401823 [13]
11. WITTENBERG, J., AND KORNBERG, A., J. Biol. Chem., 202, 431 (1953). PMID 13061469 [14]
12. FISKE, C. H., AND SUBBAROW, Y., J. Biol. Chem., 66, 375 (1925). Kommentar zu 12. [15]
13. LEHMAN, I. R., J. Biol. Chem., 235, 1479 (1960). PMID 13760441 [16]
14. SEVAG, M. G., LACKMAN, D. B., AND SMOLENS, J., J. Biol. Chem., 124, 425 (1938). Kommentar zu 14. [17]
15. HERRIOTT, R. M., AND BARLOW, J. L., J. Gen. Physiol., 36, 17 (1952-1953). PMID 12981232; Kommentar zu 15. [18]
16. KAISER, A. D., AND HOGNESS, D. S., J. Mol. Biol., in press. PMID 13750787 [19]
17. KAY, E. R. M., SIMMONS, N. S., AND DOUNCE, A. L., J. Am. Chem. Soc., 74, 1724 (1952). doi:10.1021/ja01127a034 [20]
18. SCHACHMAN, H. K., ADLER, J., RADDING, C. M., LEHMAN, I. R., AND KORNBERG, A., J. Biol. Chem., 236, 3242 (1960). PMID 13747134 [21]
19. MARKHAM, R., AND SMITH, J. D., Biochem. J., 62, 552 (1952). PMID 13018277 [22]
20. ZAMENHOF, S., BRAWERMAN, G., AND CHARGAFF, E., Biochim. et Biophys. Acta, 9, 402 (1952). doi:10.1016/0006-3002(52)90184-4 [23]
21. LEE, K. Y., WAHL, R., AND BARBU, E., Ann. Inst. Pasteur, 91, 212 (1956). PMID 13363015; Kommentar zu 21. [24]
22. WYATT, G. R., AND COHEN, S. S., Biochem. J., 66, 774 (1953). PMID 13115372 [25]
23. CRAMPTON, C. F., LIPSHITZ, R., AND CHARGAFF, E., J. Biol. Chem., 211, 125 (1954). PMID 13211650; Kommentar zu 23. [26]
24. SINSHEIMER, R. L., J. Mol. Biol., 1, 43 (1959). doi:10.1016/S0022-2836(59)80006-1 [27]
25. KORNBERG, A., Science, 131, 1503 (1960). PMID 14411056 [28]
26. RUSHIZKY, G. W., KNIGHT, C. A., ROBERTS, W. K., AND DEKKER, C. A., Biochem. Biophys. Research Communs., 2, 153 (1960). doi:10.1016/0006-3002(62)90844-2 [29]

Kommentare zu den Zitaten

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Die Zitate 1. bis 8., 10., 11., 13.,16. bis 20., 22. und 24. bis 26. sind vollständig und haben keinerlei Unstimmigkeiten.

Die Titel in den Zitaten 9., 12., 14. und 15. scheinen zu stimmen; die Artikel selbst konnten aber nicht gefunden werden.

Die „Zitate“ 21. und 23. haben keinen Zuordnung im Text und werden daher nicht gebraucht. Wahrscheinlich waren 21. und 23. anfangs als Ergänzung zu den Zitaten 20. bzw. 22. in den Tabellen „TABLE IV.“ und „TABLE V.“ vorgesehen und wurden dann weggelassen.

  • Zu 9. : ( 9.^) Keine PMID; keine DOI, nicht unter pubs.acs.org; Zitat mit Titel in Google Books gefunden:
    Cunningham, L., Callin, B. W., and de Garilhe, M. P., A deoxyribonuclease of Micrococcus pyogenes. J. Am. Chem. Soc, 78, 4642, 1956.
  • Zu 12. : ( 12.^) Keine PMID, keine DOI, Auf www.jbc.org werden für die Suche "Jahr 1925 | Band 66 |Startseite 375" keine Treffer angezeigt, bei Weglassen der Startseite werden für den Band 66 und das Jahr 1925 63 Artikel angezeigt. Das Zitat wurde unter "Scientific Research" gefunden: www.scirp.org, ReferenceID=11172 :
    Fiske, C. H. and Subbarow, Y. J. (1925) The colorimetric determination of phosphorus. Biol. Chem., 66, 375-400.
  • Zu 14. : ( 14.^) Keine PMID, keine DOI; der Titel wurde unter doi:10.12691/jfnr-2-12-23 gefunden [30]
  • Zu 15. : ( 15.^) Für Band 36 und Seite 17 gibt es in The Journal of general physiology nur ein Zitat; es hat ein Veröffentlichungjahr (1952) und nicht zwei "(1952-1953)": Band 36, Nummer 1, Mai 1952, S. 17–28
  • Zu 21. : ( 21.^) Nummer "21" wird im Artikel nicht zitiert; andere Autorenreihenfolge als in Originalzitat - statt dessen: "BARBU E, LEE KY, WAHL R.", in Französisch
  • Zu 23. : ( 23.^) Nummer "23" wird im Artikel nicht zitiert

Abbildung

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Die nebenstehende Darstellung soll eine Methode verdeutlichen, die zuerst bei Josse, Kaiser & Kornberg (1961)[1] beschrieben und bei Swartz, Trautner & Kornberg (1962)[31] weiterentwickelt wurde. Bei dieser „Analyse der Häufigkeiten der Basen-Sequenz des nächsten Nachbarn“ oder kurz Nearest-Neighbor-Analyse, wurde eine definierte Base Y eingesetzt, um deren Vorgänger X im DNA-Stang zu ermitteln, so dass die Häufigkeiten aller 16 Dinukleotid-Sequenzen in der untersuchten DNA bestimmt werden konnten. Die nebenstehende Darstellung basiert auf einer Abbildung in der ersten Arbeit. [1]

Dazu wurde radioaktiv markiertes Phosphat (Phosphor P32) so an das „vordere“ Ende (5') von Y gebunden, dass das jeweilige markierte „Desoxyribo-Y-Triphosphat“ (entweder dATP32, dCTP32, dGTP32 oder dTTP32) zur Verfügung stand. Außerdem wurden die nicht-radioaktiven Desoxyribonukleotid-Triphosphate auf die gleiche Art erzeugt und mit den radioaktiv markierten gemischt. Für Y=G hieße das beispielsweise: dATP+dCTP+dGTP32+dTTP. Beim Einbau von Y in einen wachsenden DNA-Strang durch eine DNA-Polymerase (Synthese, engl. Synthesis) wurde zwischen dem Vorgänger X und dem neu eingebauten Y eine Phosphodiesterbindung hergestellt. Dadurch waren beide Nachbarn mittels des dazwischen liegenden Phosphors markiert (XpY). Nachfolgend wurde das Synthese-Produkt durch eine Nuklease verdaut (Abbau, engl. Degradation), so dass Einzelbausteine der DNA entstanden, die die Phosphorsäuregruppe am „hinteren“ Ende (3'), also an der gegenüberliegenden Seite der Desoxyribose aufwiesen. Mit Papierchromatographie konnten die 3'-Nukleotide voneinander getrennt und isoliert werden. Für jeden der vier Y-Ansätze wurden jeweils vier markierte 3'-Nukleotide (pA, pC, pG und pT) gefunden und gemessen.

(\,\sigma\,_{opp}\,)

(\,\sigma\,_{sim}\,)

(\,\sigma\,_{rand}\,)

(\,\sigma\,_{error}\,)

(\,\sigma\,_{opp}\,/\,\sigma\,_{error}\,)

(\,\sigma\,_{sim}\,/\,\sigma\,_{error}\,)

(\,\sigma\,_{rand}\,/\,\sigma\,_{error}\,)

(\,\sigma\,_{sim}^2\,)

(\,\sigma\,_{error}^2\,)

(\tfrac{A+T}{G+C}) - normal tfrag

(\tfrac{A+T}{G+C}) - big tfrag

(\frac{A+T}{G+C}) - normal frac

(\tfrac{Ap + Tp}{Gp + Cp}) Schwache Basenpaarung / starke Basenpaarung

(\tfrac{Ap + Gp}{Tp + Cp}) - Purin / Pyrimidin

(\sigma\,|\,\theta\,|\,\lambda\,|\,\mu\,|\,\phi)

(\Sigma\,|\,\Theta\,|\,\Lambda\,|\,\Mu\,|\,\,\Phi)

(\tfrac{4\,4}{3})

μmole; mμmole; mμ; ()

λ; λ dg; λ+;

ΦX174;

+; ± ; − minus ; – Halbgeviertstrich; — Geviertstrich; × ; ƒ ; * ; † ; ‡ ; ° ; % ; ‰ ;

‘ ’ ′ ″ «» ‹› ⟨⟩

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c d e f g h i J. JOSSE, A. D. KAISER, A. KORNBERG: Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. VIII. Frequencies of nearest neighbor base sequences in deoxyribonucleic acid. In: Journal of Biological Chemistry. Band 236, März 1961, S. 864–875, PMID 13790780.
  2. ↑ I. R. LEHMAN, M. J. BESSMAN, E. S. SIMMS, A. KORNBERG: Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. I. Preparation of substrates and partial purification of an enzyme from Escherichia coli. In: Journal of Biological Chemistry. Band 233, Nummer 1, Juli 1958, S. 163–170, PMID 13563462.
  3. ↑ M. J. BESSMAN, I. R. LEHMAN, E. S. SIMMS, A. KORNBERG: Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. II. General properties of the reaction. In: Journal of Biological Chemistry. Band 233, Nummer 1, Juli 1958, S. 171–177, PMID 13563463.
  4. ↑ I. R. Lehman, S. B. Zimmerman, J. Adler, M. J. Bessman, E. S. Simms, A. Kornberg: ENZYMATIC SYNTHESIS OF DEOXYRIBONUCLEIC ACID. V. CHEMICAL COMPOSITION OF ENZYMATICALLY SYNTHESIZED DEOXYRIBONUCLEIC ACID. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 44, Nummer 12, Dezember 1958, S. 1191–1196, PMID 16590331, PMC 528706 (freier Volltext).
  5. ↑ R. L. SINSHEIMER: The action of pancreatic deoxyribonuclease. II. Isomeric dinucleotides. In: Journal of Biological Chemistry. Band 215, Nummer 2, August 1955, S. 579–583, PMID 13242554.
  6. ↑ H. S. SHAPIRO, E. CHARGAFF: Studies on the nucleotide arrangement in deoxyribonucleic acids. II. Differential analysis of pyrimidine nucleotide distribution as a method of characterization. In: Biochimica et Biophysica Acta. Band 26, Nummer 3, Dezember 1957, S. 608–623, PMID 13499419.
  7. ↑ H. S. SHAPIRO, E. CHARGAFF: Studies on the nucleotide arrangement in deoxyribonucleic acids. III. Identification of methylcytidine dervatives among the acid degradation products of rye germ DNA. In: Biochimica et Biophysica Acta. Band 39, März 1960, S. 62–67, PMID 14445515.
  8. ↑ K. BURTON, G. B. PETERSEN: The frequencies of certain sequences of nucleotides in deoxyribonucleic acid. In: The Biochemical journal. Band 75, April 1960, S. 17–27, PMID 13806335, PMC 1204322 (freier Volltext).
  9. ↑ J. D. WATSON, F. H. CRICK: Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. In: Nature. Band 171, Nummer 4356, April 1953, S. 737–738, PMID 13054692.
  10. ↑ J. D. WATSON, F. H. CRICK: Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid. In: Nature. Band 171, Nummer 4361, Mai 1953, S. 964–967, PMID 13063483.
  11. ↑ Michael Smith, H. G. Khorana: Nucleoside Polyphosphates. VI. An Improved and General Method for the Synthesis of Ribo- and Deoxyribonucleoside 5'-Triphosphates. In: Journal of the American Chemical Society. 80, 1958, S. 1141, doi:10.1021/ja01538a033.
  12. ↑ L. Cunningham, B. W. Callin, M. P. de Garilhe In: Journal of the American Chemical Society. Band 80, 1958, S. 1141, doi:10.1021/ja01538a033.
  13. ↑ R. J. HILMOE: Purification and properties of spleen phosphodiesterase. In: Journal of Biological Chemistry. Band 235, Juli 1960, S. 2117–2121, PMID 14401823.
  14. ↑ J. WITTENBERG, A. KORNBERG: Choline phosphokinase. In: Journal of Biological Chemistry. Band 202, Nummer 1, Mai 1953, S. 431–444, PMID 13061469.
  15. ↑ C. H. Fiske & Y. J. Subbarow: The colorimetric determination of phosphorus. In: Journal of Biological Chemistry. Band 66, 1925, S. 375
  16. ↑ I. R. LEHMAN, E. A. PRATT: On the structure of the glucosylated hydroxymethylcytosine nucleotides of coliphages T2, T4, and T6. In: Journal of Biological Chemistry. Band 235, November 1960, S. 3254–3259, PMID 13760441.
  17. ↑ M. G. Sevag, D. B. Lackman & J. Smolens: The isolation of the components of streptococcal nucleoproteins in serologically active form. In: Journal of Biological Chemistry. Band 124, 1938, S. 425-436.
  18. ↑ R. M. HERRIOTT, J. L. BARLOW: Preparation, purification, and properties of E. coli virus T2. In: The Journal of general physiology. Band 36, Nummer 1, Mai 1952, S. 17–28, PMID 12981232, PMC 2147345 (freier Volltext).
  19. ↑ A. D. KAISER, D. S. HOGNESS: The transformation of Escherichia coli with deoxyribonucleic acid isolated from bacteriophage lambda-dg. In: Journal of molecular biology. Band 2, Dezember 1960, S. 392–415, PMID 13750787.
  20. ↑ Ernest R. M. Kay, Norman S. Simmons, Alexander L. Dounce: An Improved Preparation of Sodium Desoxyribonucleate. In: Journal of the American Chemical Society. 74, 1952, S. 1724, doi:10.1021/ja01127a034.
  21. ↑ H. K. SCHACHMAN, J. ADLER, C. M. RADDING, I. R. LEHMAN, A. KORNBERG: Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. VII. Synthesis of a polymer of deoxyadenylate and deoxythymidylate. In: Journal of Biological Chemistry. Band 235, November 1960, S. 3242–3249, PMID 13747134.
  22. ↑ R. MARKHAM, J. D. SMITH: The structure of ribonucleic acid. I. Cyclic nucleotides produced by ribonuclease and by alkaline hydrolysis. In: The Biochemical journal. Band 52, Nummer 4, Dezember 1952, S. 552–557, PMID 13018277, PMC 1198056 (freier Volltext).
  23. ↑ Stephen Zamenhof, George Brawerman, Erwin Chargaff: On the desoxypentose nucleic acids from several microorganisms. In: Biochimica et Biophysica Acta. 9, 1952, S. 402, doi:10.1016/0006-3002(52)90184-4.
  24. ↑ E. BARBU, K. Y. LEE, R. WAHL: [Content of purine and pyrimidine base in desoxyribonucleic acid of bacteria]. (Artikel in Französisch) In: Annales de l'Institut Pasteur. Band 91, Nummer 2, August 1956, S. 212–224, PMID 13363015.
  25. ↑ G. R. WYATT, S. S. COHEN: The bases of the nucleic acids of some bacterial and animal viruses: the occurrence of 5-hydroxymethylcytosine. In: The Biochemical journal. Band 55, Nummer 5, Dezember 1953, S. 774–782, PMID 13115372, PMC 1269533 (freier Volltext).
  26. ↑ C. F. CRAMPTON, R. LIPSHITZ, E. CHARGAFF: Studies on nucleoproteins. II. Fractionation of deoxyribonucleic acids through fractional dissociation of their complexes with basic proteins. In: Journal of Biological Chemistry. Band 211, Nummer 1, November 1954, S. 125–142, PMID 13211650.
  27. ↑ Robert L. Sinsheimer: A single-stranded deoxyribonucleic acid from bacteriophage φX174. In: Journal of Molecular Biology. 1, 1959, S. 43, doi:10.1016/S0022-2836(59)80006-1.
  28. ↑ A. KORNBERG: Biologic synthesis of deoxyribonucleic acid. In: Science. Band 131, Nummer 3412, Mai 1960, S. 1503–1508, PMID 14411056.
  29. ↑ W.K. Roberts, C.A. Dekker, G.W. Rushizky, C.A. Knight: Studies on the mechanism of action of micrococcal nuclease I. Degradation of thymus deoxyribonucleic acid. In: Biochimica et Biophysica Acta. 55, 1962, S. 664, doi:10.1016/0006-3002(62)90844-2.
  30. ↑ Limin Mao, Shuhong Shao, Shili Sun, Yuefei Wang, Ping Xu, Liewei Cai: Purification, Physicochemical Characterization, and Bioactivities of Polysaccharides from Puerh Tea. In: Journal of Food and Nutrition Research. 2, 2014, S. 1007, doi:10.12691/jfnr-2-12-23.
  31. ↑ M. N. Swartz, T. A. Trautner, A. Kornberg: Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid. XI. Further studies on nearest neighbor base sequences in deoxyribonucleic acids. In: Journal of Biological Chemistry. Band 237, Juni 1962, S. 1961–1967, PMID 13918810.
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