Исследование генома бактерии Marinobacter hydrocarbonoclasticus ATCC 49840

В данной работе хотелось бы рассмотреть протеом такой особи, как Marinobacter hydrocarbonoclasticus. Данная бактерия является представителем протеобактерий, а именно относится к гамма-протеобактериям. Что означает, что данная бактерия является не только грамм-отрицательной, но и палочковидной, при этом клетки этих бактерий имеют один жгутик. Однако способность к отращиванию жгутика зависит от концентрации NaCl в окружающей среде, а именно они способны к данному действию только при концентрации от 0,6 до 1,5 М.[1]

Стоит отметить уникальную особенность этих бактерий. А именно, они используют нециклические углеводороды как субстрат роста. Это вызвано тем, что в их клетках отсутствует один из важнейших ферментов для разложения циклических углеводородов.[1] Эта особенность раскрывает актуальность изучения данных бактерий, ведь линейные углеводороды являются ключевыми компонентами нефти и машинного топлива. Поэтому они очень важны с экологической точки зрения, так как могут помочь минимизировать ущерб окружающей среде от различных поломок на нефтедобывающих станциях или на различных судах, которые терпят крушения в мировом океане.[2]

Посредством работы с таблицей генома была построена гистограмма со сравнением числа генов определенной длины (диапазон для обобщения белков взят равным 100 азотистым основаниям).

Также был проведен анализ продуктов генов и расположения генов на цепочках. Из таблицы на Диаграмме 2 видно, что число генов на прямой и на обратной цепочках ДНК приблизительно равны, что дает право говорить о равномерном распределении.

Еще один критерий, который был рассмотрен, - число определенных азотистых оснований в геноме. Подсчет был выполнен программой, написанной на языке Python, которая приложена к работе в сопроводительных материалах. На основании результата работы программы была построена круговая диаграмма, показывающая соотношение числа азотистых оснований. Исходя из полученных результатов, мы находим подтверждение второму правилу Чаргаффа, а именно, подтверждение тому, что количество гуанина примерно равно количеству цитозина на одной цепочке ДНК.

Из этих же результатов был посчитан GC-состав. Данный показатель цепочки ДНК говорит об устойчивости к денатурации, так как гуанин с цитозином связаны тремя водородными связями, а аденин с тимином двумя. Данный показатель равен 57,4%, что говорит о достаточно высокой прочности данного генома.

Однако еще одной характеристикой прочности цепочки ДНК являются стекинг-взаимодействия между соседними нуклеотидами.[3]

Известно, что сила взаимодействия больше всего в паре пурин-пурин и меньше всего в паре пиримидин-пиримидин. Поэтому, исходя из полученных данных, можно говорить о том, что ДНК данного организма является достаточно устойчивой, так как пары со слабым стекинг-взаимодействием находятся в меньшинстве. Данные для построения этой диаграммы были посчитаны с помощью программы kmer_count.py, написанной мной на языке программирования Python, данная программа приложена в сопроводительных материалах.

Для удобства анализа протеома также была построена гистограмма со сравнением числа белков определенной длины (диапазон для обобщения белков взят равным 50 аминокислот).