Результаты практикума 13
Задание 1
Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655
Используемые старт-кодоны:
ATG 3883
GTG 334
TTG 78
ATT 4
CTG 2
TTC 1
Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64
Используемые старт-кодоны:
ATG 1129
GTG 41
TTG 23
ACA 1
TCA 1
TCT 1
Mycoplasma pneumoniae M29
Используемые старт-кодоны:
ATG 634
GTG 62
TTG 40
ATT 4
CTG 4
ATC 3
ACC 2
ATA 2
TTA 2
GTT 1
Выводы
У меня есть 2 предположения относительно наблюдаемого явления:
1) Старт-кодоны, похожие на ATG (например GTG) могли возникнуть, т.к. достаточно хорошо связываются с инициирующей тРНК (мутация их возникновения оказалась нейтральной).
2) Редкие старт-кодоны могут быть механизмом регуляции трансляции. Инициация происходит лишь в очень небольшом проценте случаев.
Задание 2
Всего таких последовательностей 4.
Три из них являются генами субъединиц формиатдегидрогеназы, которые содержат селеноцистеин. У селеноцистеина нет собственного кодона в генетическом коде, поэтому он кодируется стоп-кодоном TGA с особой последовательностью после него.
Оставшаяся последовательность - это псевдоген, бывший ген профага. Я могу предположить, что у бактериофага этот стоп-кодон кодировал какую-то аминокислоту. Возможно также, что стоп-кодон появился в резутьтате мутации после того, как ген перестал экспрессироваться в клетке.
Задание 3
Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655
TGA 1200
TAA 2680
TAG 290
Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64
TGA 1
TAA 969
TAG 181
Mycoplasma pneumoniae M29
TGA 0
TAA 518
TAG 202
Выводы
У второй и третьей бактерии TGA не является стоп-кодоном, он кодирует аминокислоту глицин.
Первая попавшаяся ссылка на статью:
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 and Strous M (2014) 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. 5:231. doi: 10.3389/fmicb.2014.00231
Сам факт, насколько я понял, довольно известный и описан еще во многих источниках.
Задание 4
Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655
TTA 18484
TTG 18283
CTA 5201
CTC 14926
CTG 71198
CTT 14719
Candidatus Gracilibacteria bacterium 28_42_T64
TTA 15077
TTG 8048
CTA 4861
CTC 4491
CTG 4147
CTT 8053
Mycoplasma pneumoniae M29
TTA 8959
TTG 6679
CTA 3619
CTC 2168
CTG 3220
CTT 5267
Выводы
1) В пределах одной бактерии синонимичные кодоны используется с разной частотой - это известный факт. Предположу, что это может являться средством защиты от бактериофагов (у которых в геноме могут быть редкие кодоны бактрии), а также, что использование разных кодонов может подстраиваться под количество соответствующих тРНК в клетке (например, в конце домена может стоять кодон для которого в клетке мало тРНК, чтобы домен успел принять нужную конформацию).
2) У разных бактерий эти паттерны частотности синонимичных кодонов могут меняться в связи с мутациями, разными бактериофагами, разными генами (см. предыдущий пункт).
Задание 5
По ссылке ниже можно найти график зависимости cumulative GC-skew от положения на хромосоме.
Минимум находится в точке 3870000 нуклеотидов.
Максимум находится в точке 1513000 нуклеотидов.
Согласно информации в Интернете, минимальное значение cumulative GC-skew соответствует точке начала репликации, а максимальное - точке терминации репликации.
Точка начала репликации была найдена приблизительно верно - по данным со страница бактерии она расположена между 3925744 и 3925975 нуклеотидами.
Задание 6
Самыми частыми являюся последовательности:
ATGAAA 273
TGAAAA 195
GAAAAA 187
AAGGAG 177
AAAAAA 175
Также частыми являются другие пурин-богатые 6-меры. Это так называемая последовательность Шайна-Дальгарно - место посадки рибосомы перед старт-кодоном у прокариот.