核糖體架構與演化之研究

Abstract

核醣體是生物體內的廣泛存在的轉譯機器，在核糖體內存在核糖體核糖核酸 (rRNA)，其擁有各類核糖核酸模體 (motif)使其被摺疊成複雜的球形構造，其中A-helix是在核糖體核糖核酸中最常出現的模體。核糖體中的A-helix構建出縱橫交錯的結構網路並支持肽基轉移中心 (PTC)，理解核糖體的架構可以幫助人解構生命的起源。在這裡，我開發了一種算法來產生一個數學的公式，此公式可以用來描述核糖體的架構。我計算了每個核醣體 A-helix到核醣體質心的幾何距離 (A-Rcom)，令人驚訝的是，A-Rcom 的分佈可以擬合到非線性模型中，每個核醣體結構都可以用數學方法描述。細菌、古細菌、真核核醣體符合擬合方程以保留核醣體結構。擬合方程使我能夠按時間重述核醣體結構的進化過程，此外，核醣體內A-helix的生物信息可以通過構建核醣體結構系統發育樹（RAP 樹）來進行系統發育研究。 RAP 樹的結果暗示核醣體的進化是一種量子進化。