Kodomo

Пользователь

Практикум 12

Задание 1. Частота встречаемости старт-кодонов.

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655

ATG 3890

ATT 4

CTG 2

GTG 338

TTC 1

TTG 80

Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64

ACA 1

ATG 1129

GTG 41

TCA 1

TCT 1

TTG 23

Mycoplasma pneumoniae M29

AAA 1

ACT 1

ATA 4

ATC 1

ATG 629

ATT 8

CAA 2

CTC 2

CTG 1

GAA 1

GGA 1

GTG 60

GTT 1

TCT 1

TTA 3

TTG 53

Больше всего в рассмотренных бактриях встретился старт-кодон ATG. На втором месте кодон GTG, а на третьем TTG. ATG является стандартным старт-кодоном в геномах всех живых организмов, а GTG и TTG могли образоваться в результате мутаций, из-за которых мог измениться один нуклеотид. Другие же найденные и представленные выше старт-кодоны могли стать старт-кодонами по следующим причинам:

1) утеря последовательности с старт-кодоном, из-за чего следущим кодонам пришлось стать старт-кодонами

2) белки и ферменты, которые участвуют в матричном синтезе могут распознавать не только ATG

Задание 2. Стоп-кодоны в последовательности.

"Стоп-кодоны" встречаются всего в 4 последовательностях:

1. [gene=fdnG][locus_tag=b1474][db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P24183][protein=formatedehydrogenaseNsubunitalpha][transl_except=(pos:586..588,aa:Sec)][protein_id=AAD13438.1][location=1547401..1550448][gbkey=CDS]

2. [gene=insN][locus_tag=b4587][db_xref=ASAP:ABE-0285253,ECOCYC:G6130][protein=IS911Aregulatorfragment][pseudo=true][location=join(270278..270540,271764..272190)][gbkey=CDS]

3. [gene=fdoG][locus_tag=b3894][db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P32176][protein=formatedehydrogenaseOsubunitalpha][transl_except=(pos:586..588,aa:Sec)][protein_id=AAD13456.1][location=complement(4082772..4085822)][gbkey=CDS]

4. [gene=fdhF][locus_tag=b4079][db_xref=UniProtKB/Swiss-Prot:P07658][protein=formatedehydrogenaseH][transl_except=(pos:418..420,aa:Sec)][protein_id=AAD13462.1][location=complement(4297219..4299366)][gbkey=CDS]

Во второй последовательности видно, что она является псевдогеном, следовательно не кодирует белок. Возможно она является частью большей последовательности. В остальных последовательностях возможно триплетами стоп-кодонов кодируются протеиногенные аминокислоты.

Задание 3. Частоты стоп-кодонов.

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655

TGA 1246

TAA 2761

TAG 306

Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64

TGA - 1

TAA - 1000

TAG - 188

Mycoplasma pneumoniae M29

TGA - 0

TAA - 526

TAG – 220

В литературе можно найти доказательство этому факту: у Candidatus Gracilibacteria bacterium кодону TGA соответствует аминокислота глицин Gly (G) [1], а у Mycoplasma pneumoniae M29 - триптофан [2].

Задание 4. Частота встречаемости кодонов, кодирующих Лейцин.

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655

CTA - 5203

CTC - 14952

CTG - 71305

CTT - 14728

TTA - 18505

TTG - 18301

Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64

CTA - 3357

CTC - 3968

CTG - 1714

CTT - 9333

TTA - 14767

TTG - 3237

Mycoplasma pneumoniae M29

CTA - 2826

CTC - 3158

CTG - 2470

CTT - 2782

TTA - 10295

TTG – 5571

Разница частоты в пределах одной бактерии может быть связано с количеством соответствующих тРНК и степенью экспресси гена. Между разными бактериями на различия может влиять GC-состав.

Задание 5. Cumulative GC-skew Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655

Минимум GC-skew cumulative Escherichia coli составил -28.327, а находится он согласно расчету в положении 3869000-3871000. Положению минимума GC-skew соответствует oriC - место, начала репликации и удвоения ДНК. Максимум GC-skew cumulative Escherichia coli составил 47.733, а находится он согласно расчету в положении 1513000. Положению максимума GC-skew соответствует ter - место окончания репликации.

Литература

[1]. Hanke A, Hamann E, Sharma R, Geelhoed JS, Hargesheimer T, Kraft B, Meyer V, Lenk S, Osmers H, Wu R, Makinwa K, Hettich RL, Banfield JF, Tegetmeyer HE, Strous M. Recoding of the stop codon UGA to glycine by a BD1-5/SN-2 bacterium and niche partitioning between Alpha- and Gammaproteobacteria in a tidal sediment microbial community naturally selected in a laboratory chemostat. Front Microbiol. 2014 May 16;5:231. doi: 10.3389/fmicb.2014.00231. PMID: 24904545; PMCID: PMC4032931.

[2]. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A. Recent evidence for evolution of the genetic code. Microbiol Rev. 1992 Mar;56(1):229-64. doi: 10.1128/mr.56.1.229-264.1992. PMID: 1579111; PMCID: PMC372862.

Сопроводительные материалы

Все коды тут:

https://colab.research.google.com/drive/1rgZZm8CRMFyyWFJ-vYb-Mkyb3l_43Rfy?usp=sharing

Users/aristowi/pr12 (последним исправлял пользователь aristowi 2023-12-20 12:19:29)