المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27

حديث سد الابواب
30-01-2015
احكام واقسام السفر الأربعة
2024-10-22
شرانق ديدان الحرير التوتية
18-12-2019
الإمام علي مع المارقين
30-4-2022
مرحلة البناء لشخصية الولد / تأثير الأصدقاء
2024-08-24
Thioredoxins
15-7-2020

Distance Geometry  
  
2423   01:43 مساءاً   date: 21-4-2016
Author : G. M. Crippen
Book or Source : Distance Geometry and Conformational Calculations
Page and Part :


Read More
Date: 23-12-2015 3507
Date: 31-10-2020 1785
Date: 31-12-2015 2271

Distance Geometry

 

Many physical methods used to examine a biological macromolecule in solution produce information about the distance that separates two parts of the molecule. These methods include fluorescence energy transfer, chemical cross-linking, light scattering, and several kinds of nuclear magnetic resonance (NMR) observations. Any information about distances between different parts of a molecule limits the number of conformations that are possible for that molecule. Distance geometry is a mathematical approach that can be used to help define the conformations of a molecule that are consistent with experimental distance information (1-6).

With X-ray crystallography methods, the tertiary structure of the molecule of interest is defined by analysis of a set of diffraction data. A relation exists between every feature of the diffraction pattern exhibited by the crystal and the positions of the atoms of molecules within the crystal. When this connection is elucidated, the three-dimensional (3D) structure of the molecule is revealed. A different approach is used to find 3D structures using distance information. Consider a polymeric molecule in an extended conformation, represented by the line below

If free rotation exists about some or all of the bonds along the molecular backbone, a huge number of conformations are possible for the molecule. If, however, an experimental observation indicates, for example, that the atoms at the position labeled A must be within 0.3 nm of the atoms at the position labeled B, then the number of possible conformations for the molecule is greatly reduced—the only conformations that need further consideration are those that are consistent with the constraint that atoms at A and B must be close to each other. Other experimentally defined distances would further reduce the number of possible 3D structures. If enough such constraints exist, only one or a small family of structures is likely that is consistent with all of them. Generally, the more constraints that can be established by experiment, the better known will be the tertiary structure. NMR methods, particularly those that measure nuclear Overhauser effects (NOEs), can produce a large number of distance constraints on possible conformations of a macromolecule. An advantage in using NMR observations in this way is that the molecule of interest does not have to be in the solid (crystalline( state for successful structure determination.

An N×N matrix of distances can be defined for a molecule made up of N atoms; N (N–1)/2 unique interatomic distances exist in this matrix. If all of the distances are accurately known, mathematical methods are available to define the Cartesian coordinates of the atoms from the known distances (4). Many of the distances in the distance matrix are essentially independent of conformation and are reliably known a priori. Such data would include the distance between two hydrogen atoms attached to an aromatic ring. Other distances can be estimated experimentally. Information about dihedral angles and other bond angles can be used to define other distances. For some distances, however, little or no accurate distance information will be available. Thus, the distance matrix will typically be incomplete, and a unique solution for Cartesian coordinates cannot be obtained. A variety of algorithms have been developed to deal with the missing or incomplete distance information. Regardless of the approach used, distance geometry calculations typically do not produce a single conformation but an ensemble of conformations, all of which are consistent with the available distance constraints. These conformations are used as starting points for additional refinement by conformational energy minimization and simulated annealing procedures.

References

1. L. M. Blumethal (1970) Theory and Applications of Distance Geometry, Chelsea, New York

2. G. M. Crippen and T. F. Havel (1978) Acta Crystallogr. 34, 282–284

3. G. M. Crippen (1981) Distance Geometry and Conformational Calculations, Wiley, Chichister, England

4. W. Braun (1987) Quart. Rev. Biophys. 19, 115–117

5. I. D. Kuntz, J. F. Tomason, and C. M. Oshhiro (1989) Methods Enzymol. 177, 159–204. 

6. T. F. Havel (1991) Prog. Biophys. Mol. Biol. 56, 43–78. 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.