Задание 1
Таблица 1. Число старт-кодонов в геномах бактерий Bacillus subtilis, Peptoclostridium acidaminophilum, Ureaplasma urealyticum parvum.
Тип старт-кодона \ Бактерия |
Bacillus subtilis |
Pept. acidamin. |
Ureapl. parvum |
AAG |
1 |
1 |
0 |
AAT |
2 |
0 |
0 |
ACA |
1 |
0 |
0 |
ACG |
1 |
0 |
0 |
AGA |
1 |
0 |
0 |
AGC |
1 |
1 |
0 |
AGG |
1 |
0 |
0 |
ATA |
0 |
9 |
2 |
ATC |
5 |
5 |
1 |
ATG |
3332 |
1682 |
561 |
ATT |
13 |
9 |
2 |
CAA |
2 |
0 |
0 |
CGG |
1 |
0 |
0 |
CTA |
2 |
2 |
0 |
CTG |
6 |
1 |
0 |
CTT |
0 |
0 |
1 |
GAA |
1 |
1 |
0 |
GAT |
2 |
0 |
0 |
GGT |
1 |
1 |
0 |
GTA |
1 |
0 |
0 |
GTG |
395 |
180 |
22 |
TAC |
0 |
1 |
0 |
TAT |
1 |
0 |
1 |
TTA |
1 |
2 |
2 |
TTG |
564 |
249 |
24 |
TTT |
2 |
0 |
0 |
В результате подсчета старт-кодонов в геномах бактерий Bacillus subtilis, Peptoclostridium acidaminophilum, Ureaplasma urealyticum parvum была составлена таблица 1.
Из неё следует, что наиболее часто встречающимся старт-кодоном является ATG, в среднем около 80%. При этом на втором месте и третьем месте находятся TTG и GTG соответственно.
Можно сделать вывод, что ATG является наиболее "предпочтительным" вариантом старт-кодона. Но при этом TTG и GTG также являются достаточно эффективными, так как они не полностью удаляются в результате отбора.
Некоторые причины существования не только канонического ATG:
1. Кодон GTG по размеру азотистых оснований соответствует ATG, так как аденин и гуанин относятся к одному классу - пурины.
2. Различие по типу азотистых оснований в старт-кодоне у бактерий может существовать засчёт наличия дополнительного сайта, связывающего рибосому перед началом трансляции - последовательности Шайна-Дальгарно.
3. Мутации в субъединицах факторов связывания могут приводить к смене "предпочтительности" на другие типы старт-кодонов.
Задание 2
Стоп-кодон UGA может не является терминирующим , а кодировать аминокислоту селенцистеин, которая не имеет определённого кодона (Baranov P. V.; Gesteland R. F.; Atkins, J. F. Recoding: Translational Bifurcations in Gene Expression (англ.) // Gene[англ.] : journal. — Elsevier, 2002. — Vol. 286, no. 5. — P. 187—201. — doi:10.1016/S0378-1119(02)00423-7).
Такое явление называется трансляционное перекодирование.
Задание 3
Таблица 2. Число стоп-кодонов в геномах бактерий Bacillus subtilis, Peptoclostridium acidaminophilum, Ureaplasma urealyticum parvum.
Тип стоп-кодона \ Бактерия |
Bacillus subtilis |
Pept. acidamin. |
Ureapl. parvum |
TAA |
2723 |
1091 |
529 |
TAG |
619 |
762 |
87 |
TGA |
983 |
284 |
0 |
В результате подсчета стоп-кодонов в геномах бактерий Bacillus subtilis, Peptoclostridium acidaminophilum, Ureaplasma urealyticum parvum была составлена таблица 2.
В геноме бактерии Ureaplasma urealyticum не встречается такой тип стоп-кодона как TGA.
Это обусловлено тем, что терминаторный кодон TGA у микоплазм M. genitalium , M. pneumoniae , M. capricolum , U. urealyticum и большинства других микоплазм (но не A. laidlawii ) также читается как триптофан (Glass J.I., Lefkowitz E.J., Glass J.S. et al. 2000. The complete sequence of the mucosal pathogen Ureaplasma urealyticum // Nature.Vol. 407.P.757-762).
Задание 4
Ниже для бактерий Bacillus subtilis и Peptoclostridium acidaminophilum приведены описания CDS, в которых встретилось "join".
Bacillus subtilis
>lcl|NZ_LN680001.1_cds_WP_010886623.1_3723 [gene=prfB] [locus_tag=VV28_RS18250] [protein=peptide chain release factor 2] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_010886623.1] [location=complement(join(3645147..3646175,3646177..3646248))] [gbkey=CDS]
Peptoclostridium acidaminophilum
>lcl|NZ_CP007452.1_cds_WP_148295968.1_564 [locus_tag=EAL2_RS03105] [protein=IS3 family transposase] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_148295968.1] [location=join(589839..590088,590088..590950)] [gbkey=CDS]
>lcl|NZ_CP007452.1_cds_WP_148295968.1_694 [locus_tag=EAL2_RS03750] [protein=IS3 family transposase] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_148295968.1] [location=join(736848..737097,737097..737959)] [gbkey=CDS]
>lcl|NZ_CP007452.1_cds_WP_096325256.1_1023 [locus_tag=EAL2_RS05360] [protein=IS3 family transposase] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_096325256.1] [location=complement(join(1093662..1094533,1094533..1094806))] [gbkey=CDS]
>lcl|NZ_CP007452.1_cds_WP_096325256.1_1027 [locus_tag=EAL2_RS05385] [protein=IS3 family transposase] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_096325256.1] [location=complement(join(1097590..1098461,1098461..1098734))] [gbkey=CDS]
>lcl|NZ_CP007452.1_cds_WP_096325248.1_1716 [gene=prfB] [locus_tag=EAL2_RS08785] [protein=peptide chain release factor 2] [exception=ribosomal slippage] [protein_id=WP_096325248.1] [location=complement(join(1783761..1784795,1784797..1784871))] [gbkey=CDS]
В описании гена в join приводятся координаты нуклеотидов - начала и конца участка, по который "пропускается" во время трансляции.
У прокариот был открыт один из видов сплайсинга - аутоспайсинг (Apirion D, Miczak A. (1993) RNA processing in prokaryotic cells. Bio Essays).