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Molecular Modeling of Bacterial Nanomachineries

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Molecular design software

Molecular design software is notable software for molecular modeling, that provides special support for developing molecular models de novo. In contrast to the usual molecular modeling programs, such as for molecular dynamics and quantum chemistry, such software directly supports the aspects related to constructing molecular models, including: Molecular graphics interactive molecular drawing and conformational editing building polymeric molecules, crystals, and solvated systems partial charges development g

Nucleic acid structure

Nucleic acid structure refers to the structure of nucleic acids such as DNA and RNA. Chemically speaking, DNA and RNA are very similar. Nucleic acid structure is often divided into four different levels: primary, secondary, tertiary, and quaternary. Nucleic acid sequence Primary structure consists of a linear sequence of nucleotides that are linked together by phosphodiester bond. It is this linear sequence of nucleotides that make up the primary structure of DNA or RNA.

Coarse-grained modeling

Coarse-grained modeling, coarse-grained models, aim at simulating the behaviour of complex systems using their coarse-grained (simplified) representation. Coarse-grained models are widely used for molecular modeling of biomolecules at various granularity levels. A wide range of coarse-grained models have been proposed. They are usually dedicated to computational modeling of specific molecules: proteins, nucleic acids, lipid membranes, carbohydrates or water.

Lipid bilayer phase behavior

One property of a lipid bilayer is the relative mobility (fluidity) of the individual lipid molecules and how this mobility changes with temperature. This response is known as the phase behavior of the bilayer. Broadly, at a given temperature a lipid bilayer can exist in either a liquid or a solid phase. The solid phase is commonly referred to as a “gel” phase. All lipids have a characteristic temperature at which they undergo a transition (melt) from the gel to liquid phase.

Anthrax toxin

Anthrax toxin is a three-protein exotoxin secreted by virulent strains of the bacterium, Bacillus anthracis—the causative agent of anthrax. The toxin was first discovered by Harry Smith in 1954. Anthrax toxin is composed of a cell-binding protein, known as protective antigen (PA), and two enzyme components, called edema factor (EF) and lethal factor (LF). These three protein components act together to impart their physiological effects. Assembled complexes containing the toxin components are endocytosed.

Lipid bilayer fusion

In membrane biology, fusion is the process by which two initially distinct lipid bilayers merge their hydrophobic cores, resulting in one interconnected structure. If this fusion proceeds completely through both leaflets of both bilayers, an aqueous bridge is formed and the internal contents of the two structures can mix. Alternatively, if only one leaflet from each bilayer is involved in the fusion process, the bilayers are said to be hemifused.

Horloge moléculaire

En génétique, l'hypothèse de l'horloge moléculaire est une hypothèse selon laquelle les mutations génétiques s'accumulent dans un génome à une vitesse constante. Elle permet ainsi théoriquement, en reliant le taux de mutation des gènes à la différence génétique entre espèces proches, d'établir une échelle chronologique approximative de la divergence de ces espèces. En 1962, Émile Zuckerkandl et Linus Pauling observent ce phénomène dans la partie du génome codant l'hémoglobine entre deux espèces données.

Structure secondaire d'un acide nucléique

vignette|Représentation des structures des acides nucléiques (primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire) schématisant des doubles hélices d'ADN et des exemples tels que le ribozyme VS, la télomérase et le nucléosome (PDB : ADNA, 1BNA, 4OCB, 4R4V, 1YMO, 1EQZ). La structure secondaire d'un acide nucléique correspond à la conformation obtenue par les interactions entre les paires de bases au sein d'un seul polymère d'acide nucléique ou bien entre deux de ces polymères.

Protéine membranaire

Les protéines membranaires constituent l'une des trois principales classes de protéines à côté des protéines fibreuses et des protéines globulaires. Suivant le type de cellule et d'organite cellulaire, une membrane peut contenir des centaines de protéines différentes. Chaque protéine membranaire possède une orientation définie par rapport au cytoplasme : c'est pourquoi les propriétés des faces de la membrane sont très différentes. On parle de l’asymétrie de la membrane.

Amarrage (moléculaire)

vignette|Petite molécule amarrée à une protéine. Dans le domaine de la modélisation moléculaire, l’amarrage (en anglais docking) est une méthode qui calcule l'orientation préférée d'une molécule vers une seconde lorsqu'elles sont liées pour former un complexe stable. Connaître l'orientation préférée sert à prévoir la solidité de l'union entre deux molécules. Les associations entre des molécules d'importance biologique, telles que les protéines, les acides nucléiques, les glucides et les matières grasses jouent un rôle essentiel dans la transduction de signal.