Код и графики доступны по ссылке.

Задача 1.

E. coli

G. bacterium

M. pneumoniae

Наиболее часто встречаются альтернативные старт-кодоны GTG и TTG - отличие от ATG только на один нуклеотид. Наибольшее разнообразие старт-кодонов - у Mycoplasma pneumoniae. Также вероятно, что наличие пурина в качестве первого нуклеотида повышает вероятность кодона быть альтернативным старт-кодоном (аналогично с промоторами).

Возможно, при помощи различных старт-кодонов можно регулировать экспрессию соответствующих генов. Также часто альтернативные старт-кодоны встречаются в псевдогенах, поскольку там нет отбора на консервативность последовательности.

Как связаны рестриктазы и альтернативные старты я, если честно, не нашёл.

Задание 2.

Имеются 4 последовательности со стоп-кодонами не в конце:

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]

(Псевдоген)

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]

Три белка выше содержат селеноцистеин, который как раз кодируется одним из стоп-кодонов (TGA) - рядом имеется последовательность, формирующая особую шпильку узнавания.[1]

Задание 3.

E. Coli

G. bacterium

M. pneumoniae

TGA у бактерий выше не используется как стоп кодон (либо используется только в псевдогене), поскольку кодирует глицин[2] и триптофан[3].

Задание 4.

В кодирующих последовательностях E. coli для кодирования лейцина наиболее часто используется кодон CTG, а реже всего - CTA, Gracilibacteria и Mycoplasma - наиболее частый TTA, наименее - CTG.

Различия между частотами кодонов одной бактерии, вероятно, связаны с регуляцией экспрессии генов, а конкретно с различиями в частоте встречаемости соответсвенных тРНК.

Различия между частотами кодонов между разными бактериями можно объяснить разным GC-составом геномов этих бактерий.

Задание 5.

GC-skew:

Максимальное значение принимает на шаге 1513000, равное 47.733

Минимальное значение принимает на шаге 3870000, равное -28.328

Эти точки - точка терминации репликации и её ori.

Задание 6.

Данные для H. pseudoflava:

GGAGCC 208

ACAGAG 210

CCGAGG 224

GAGACA 230

CCGGAG 246

CAAGGA 250

GAGGCC 252

GAGGAG 252

AGGAGC 254

CGAGGA 296

AGGAAC 304

AAGGAG 310

GAGGAA 338

CAGAGG 342

AGAGGA 348

CAGGAG 372

GAGGAC 372

AGGAGA 396

GGAGAC 398

GGAGAC встречается 398 раз и является самым часто встречающимся гексамером среди всех в области 20нк.

Может являться частью сайта посадки рибосомы на мРНК (RBS, ribosome-binding site). Вероятно, имеет отношение к SD-последовательности.

[1] David P. Clark, Nanette J. Pazdernik and Michelle R. McGehee, Molecular Biology

[2] 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. 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

[3] J M Inamine and K C Ho and S Loechel and P C Hu, Evidence that UGA is read as a tryptophan codon rather than as a stop codon by Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma genitalium, and Mycoplasma gallisepticum. Journal of Bacteriology