[发明专利]基于GMNS法则的G-DNA结构判别方法

说明书

本发明公开了基于GMNS法则的G‑DNA结构判别方法，属于生物分析技术领域，包括如下步骤：(1)编号DNA序列；(2)筛选特征性片段；(3)分析G碱基特征；(4)计数GM结构单元；(5)G‑DNA结构判别。本发明建立了适用于短链DNA的、基于G碱基分布特征的G‑DNA结构判别方法，有利于实现G‑DNA结构简单、快速分析。

技术领域

本发明属于生物分析技术领域，具体涉及基于GMNS法则的G-DNA结构判别方法。

背景技术

随着人们对核酸的深入研究，发现DNA结构具有多样性特点，如单链DNA、双链DNA、hairpin DNA、I-DNA、G-DNA、DNA三聚体等，DNA结构的多样性为小分子与DNA作用提供了丰富的作用方式，为特异性识别即捕获小分子提供了更适宜的靶标位点，为开展DNA与小分子作用研究提供了基础。因此，开展DNA结构特别是三维结构分析具有重要研究意义。

事实表明，DNA碱基种类虽然只有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶四种，但其组成的DNA序列差异万千种，如何判断DNA三维结构是首先要解决的问题。目前对于单链DNA、双链DNA、hairpin DNA的判别方法比较容易，主要是根据DNA分子内及DNA分子间是否可以通过氢键相连形成碱基互补配对进行判断。然而对于G-DNA(G四链体DNA)目前则没有直接可用的判别方法，只能通过实验结果、仪器表征的手段进行分析，如紫外-可见光谱法、红外光谱法、圆二色光谱法等。因此，对于任意给定DNA序列，其是否可以形成于G-DNA，或是具有何种碱基、碱基序列、结构特点的特定结构单元可以形成I-DNA、G-DNA，目前都不能给出判定结果。

G-DNA在生理作用、生物医药、食品安全分析、环境保护等领域已经得到广泛的应用，因此探究规律、揭示本质、提出G-DNA结构判别方法，对研究小分子与DNA分子之间的结合方式、作用模式、致病机理等方面，具有重要意义。

发明内容

本发明公开了基于GMNS法则的G-DNA结构判别方法，无需实验仅根据DNA序列即可判断是否为G-DNA结构，简单方便。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于GMNS法则的G-DNA结构判别方法，包括如下步骤：

(1)编号DNA序列

从任意一端开始对给定DNA片段的碱基B进行编号：B₁、B₂、B₃、B₄…；

(2)筛选特征性片段

取给定DNA片段中的富G碱基片段，标定其中第一个碱基G为有效碱基G_x，x为第一个碱基G在给定DNA片段中的编号；从G_x碱基开始计数，至G_x+n碱基位数截止，选B_x-y至B_x+n+z为G-DNA有效特征性片段；35≥n≥9，10≥y≥0，10≥z≥0；

(3)分析G碱基特征

分析有效特征性片段中由连续几个G碱基构成的G结构单元，其中不同碱基数量的G结构单元分别标记为GM，M为G结构单元中G碱基数量，如M1，M2，M3，M4……；

(4)计数GM结构单元

分别计算每种GM结构单元的数量N；

(5)G-DNA结构判别

标记并分别计算相邻G结构单元之间碱基数量S；

M≥2，N≥1，8≥S≥1，且有效特征性片段中存在结构重复单元则判别为G-DNA结构；

有效特征性片段中存在结构重复单元，指有效特征性片段中：