Учебный сайт Алены Корягиной

Описание генома бактерии Thermoanaerobacter pseudethanolicus, штамм ATCC 33223

Систематика:

• Домен Bacteria
• Филум Firmicutes
• Класс Clostridia
• Порядок Thermoanaerobacterales
• Семейство Тhermoanaerobacteraceae
• Род Thermoanaerobacter
• Вид T. pseudethanolicus

T. pseudethanolicus (рис.1) – свободноживущие термофильные анаэробные бактерии, ведущие водный образ жизни. Впервые обнаружены и выделены из термальных источников в Йеллоустонском национальном парке, США. Это грамположительные бактерии палочковидной формы, они подвижны, имеют жгутики и одну мембрану [1].

Благодаря способности эффективно ферментировать различные пентозы и гексозы, а также крахмал и пуллулан в этанол, эта бактерия была предложена в качестве средства для производства технического спирта [1] и, возможно, биотоплива [2]. Также Thermoanaerobacter pseudethanolicus может избирательно связывать различные ионы металлов [3].

Рис.1. Внешний вид Thermoanaerobacter pseudethanolicus [2]

Геном бактерии T. pseudethanolicus штамм ATCC 33223, состоит из одной двухцепочечной кольцевой молекулы ДНК. Суммарный размер генома — 2 362 816 пар нуклеотидов. В записи приведена последовательность одной из двух комплементарных цепей ДНК.

По данным из записи NC_010321.1 базы данных RefSeq на сайте NCBI, в геноме закодировано 2 358 генов. Из них 2 239 кодируют белки, 71 кодируют РНК, а остальные 48 — псевдогены, т. е. последовательности нуклеотидов, ранее кодировавшие белки, но в процессе эволюции способность бактериальной клетки экспрессировать белки с этих последовательностей была утрачена.

Мною был рассмотрен оперон АТФ-синтазы из генома бактерии T. pseudethanolicus. АТФ-синтаза — большой белковый комплекс, состоящий из нескольких субъединиц, основной функцией которого является синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата.

АТФ-синтаза из генома бактерии T. pseudethanolicus имеет V тип, и ее оперон предположительно состоит из девяти генов, расположенных на обратной цепи. На рисунке 2 изображены все гены предполагаемого оперона и по одному гену слева и справа, которые уже не входят в оперон. Мы не включаем эти два гена в оперон, так как межгенное расстояние до гена справа велико (264 нуклеотида), а ген, расположенный слева, находится на противоположной цепи. Оперон занимает область от 2 326 350 до 2 334 523 нуклеотида (рис.2).

Рис.2. Оперон АТФ-синтазы и окружающие его гены в геноме бактерии T. pseudethanolicus, штамм ATCC 33223. Область, изображенная на рисунке — от 2 324 570 до 2 336 550 нуклеотидов. Рисунок получен с помощью геномного браузера на сайте NCBI

В таблице 1 представлена характеристика девяти генов предполагаемого оперона АТФ-синтазы: координаты каждого гена в геноме, идентификатор гена и его продукт.

Таблица 2. Характеристика оперона АТФ-синтазы бактерии Т. pseudethanolicus

№ гена	Координаты гена в геноме	Идентификатор белка (protein_id)	Продукт гена по данным NCBI (product)	Перевод названия продукта на русский язык
1	2 334 510..2 334 833	YP_001666222.1	hypothetical protein	Гипотетический белок
2	2 332 550..2 334 523	YP_001666221.1	H(+)-transporting two-sector ATPase	Переносящая протоны двухсекторная АТФаза
3	2 332 067..2 332 549	YP_001666220.1	V-type ATP synthase subunit K	Субъединица К АТФ-синтазы типа V
4	2 331 452..2 332 054	YP_001666219.1	H(+)-transporting two-sector ATPase subunit Е	Субъединица Е переносящей протоны двухсекторной АТФазы
5	2 330 442...2 331 446	YP_001666218.1	V-type ATP synthase subunit C	Субъединица С АТФ-синтазы типа V
6	2 330 120..2 330 455	YP_001666217.1	V-type ATP synthase subunit F	Субъединица F АТФ-синтазы типа V
7	2 328 351..2 330 123	YP_001666216.1	ATP synthase subunit A	Субъединица A АТФ-синтазы
8	2 326 979..2 328 358	YP_001666215.1	V-type ATP synthase subunit B	Субъединица B АТФ-синтазы типа V
9	2 326 350..2 326 979	YP_001666214.1	V-type ATP synthase subunit D	Субъединица D АТФ-синтазы типа V

Источники:

[1] http://bacmap.wishartlab.com/organisms/635#biography

[2] http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0059362

[3] http://www.uniprot.org/uniprot/B0KBJ9