Kodomo

Пользователь

Практикум 13

Задание 1

Результаты

Escherichia coli:

ATG 3890

ATT 4

CTG 2

GTG 338

TTC 1

TTG 80

Candidatus Gracilibacteria:

ACA 1

ATG 1129

GTG 41

TCA 1

TCT 1

TTG 23

Mycoplasma pneumoniae:

AAA 1

ACA 1

ACT 1

ATA 3

ATC 1

ATG 626

ATT 7

CAA 1

CAC 1

CTA 1

CTC 3

CTG 2

GAA 1

GTG 60

GTT 1

TCC 2

TCT 1

TGA 1

TTA 2

TTC 1

TTG 49

Объяснение

Все отличающиеся от стандартного "ATG" старт кодоны делились на 2 группы: отличающиеся от "ATG" на 1 нуклеотид и на несколько. Старт-кодоны из второй группы встречались почти только в псевдогенах, что можно объяснить накопившимися мутациями (такие мутации не привели к гибели организма, поскольку данный участок ДНК не принимал участие в трансляции). Старт-кодоны из первой группы встречались и в обычных генах. Возможно, что у бактерий используются различные транспортные РНК, требующие различных "типов" инициации трансляции.

Задание 2

Результаты

lcl|U00096.3_cds_b4587_250 [gene=insN] [locus_tag=b4587] [db_xref=ASAP:ABE-0285253,ECOCYC:G6130] [protein=IS911A regulator fragment] [pseudo=true] [location=join(270278..270540,271764..272190)] [gbkey=CDS]

lcl|U00096.3_cds_AAD13438.1_1459 [gene=fdnG] [locus_tag=b1474] [db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P24183] [protein=formate dehydrogenase N subunit alpha] [transl_except=(pos:586..588,aa:Sec)] [protein_id=AAD13438.1] [location=1547401..1550448] [gbkey=CDS]

lcl|U00096.3_cds_AAD13456.1_3824 [gene=fdoG] [locus_tag=b3894] [db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P32176] [protein=formate dehydrogenase O subunit alpha] [transl_except=(pos:586..588,aa:Sec)] [protein_id=AAD13456.1] [location=complement(4082772..4085822)] [gbkey=CDS]

lcl|U00096.3_cds_AAD13462.1_3997 [gene=fdhF] [locus_tag=b4079] [db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P07658] [protein=formate dehydrogenase H] [transl_except=(pos:418..420,aa:Sec)] [protein_id=AAD13462.1] [location=complement(4297219..4299366)] [gbkey=CDS]

Объяснение

Вероятно, стоп-кодоны в последних 3 генах выполняют не функцию терминации транскрипции, а кодируют аминокислоты (ген кодирует формиат дегидрогеназу, стоп кодон в нём кодирует аминокислоту селеноцистеин). А первый ген является псевдогеном, поэтому стоп-кодон внутри его последовательности можно объяснить случайной мутацией. [1]F. ZINONI, J. HEIDER, AND A. BOCK, "Features of the formate dehydrogenase mRNA necessary for decoding of the UGA codon as selenocysteine"

Задание 3

Результаты

Escherichia coli:

ATA 1

GAA 1

TAA 2761

TAG 306

TGA 1246

Candidatus Gracilibacteria:

AAA 1

ACA 1

CTT 1

GAA 1

TAA 1000

TAG 188

TCT 2

TGA 1

TTA 1

Mycoplasma pneumoniae:

AAA 1

AAT 1

ACT 1

ATA 1

CCC 1

CGG 1

CTA 1

GAT 1

GGC 1

GGG 5

GGT 3

TAA 526

TAC 1

TAG 220

TAT 1

TTA 1

Объяснение

Кодон "TGA" у второй и третьей бактерий является кодирующим (кодируют глицин и триптофан соответственно)и не терминирует транскрипцию

[2] UGA is an additional glycine codon in unculturedSR1 bacteria from the human microbiota

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/taxonomyhome.html/index.cgi?chapter=cgencodes#SG25

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/taxonomyhome.html/index.cgi?chapter=cgencodes#SG4

Задание 4

Результаты

Escherichia coli:

CTA 5203

CTC 14952

CTG 71305

CTT 14728

TTA 18505

TTG 18301

Candidatus Gracilibacteria:

CTA 4861

CTC 4491

CTG 4147

CTT 8053

TTA 15077

TTG 8048

Mycoplasma pneumoniae:

CTA 3505

CTC 2193

CTG 3054

CTT 4623

TTA 9246

TTG 6554

Объяснение

1. Распределение кодонов, кодирующих лейцин, неравномерное. Данное явление получило название "смещение использования кодонов" (codon usage bias). В его возникновении ключевую роль играют 2 фактора: случайные мутации и естественный отбор. И если влияние случайных мутаций... случайное, как это не удивительно, то ситуация с отбором более интересная. Несмотря на то, что синонимичные кодоны не влияют на последовательность аминокислот в белке, они могут оказывать влияние на стабильность матричной РНК, переносящей информацию к рибосоме. Также от кодона зависит скорость связывания антикодона, A-сайта рибосомы и мРНК. Кроме того, различные кодоны по-разному влияют на движение и взаимное расположение рибосомы и мРНК во время трансляции, что также может сказываться на конформации белка. [5] Mitra S, Ray SK, Banerjee R, Synonymous codons influencing gene expression in organisms

2. Разница для разных бактерий обусловлена различными условиями окружающей среды, что, как написано в пункте 1, приводит к естественному отбору в разных направлениях у разных бактерий.

Задание 5

Результаты

""Представлены на гугл-диске""

Объяснение

Точки максимума и минимума cumulative GC skew совпадают с сайтами начала и окончания транскрипции [6] Nucleic Acids Research, Том 26, Издание 10, 1 Май 1998, страницы 2286–2290

Задание 6

Результаты

""Представлены на гугл-диске""

Объяснение

Как видно из данных, распределение по частоте встречаемости коррелирует с отклонением от "оптимальной" последовательности Шайна-Дальгарно. Это объясняется тем, что последовательности Шайна-Дальгарно и комплементарная ей участвуют в присоединении мРНК к P-сайту рибосомы и начале синтеза белка. И чем меньше комплиментарных оснований, тем менее эффективна трансляция, так как такое присоединение затруднено.

Гугл диск с результатами и кодами

https://drive.google.com/drive/folders/1dgwx7NOoXPLxmk8j6HmJhueoceR2J44l?usp=share_link

Users/yaz008/pr13 (последним исправлял пользователь yaz008 2022-12-20 20:15:45)