Мини-обзор
Nitratireductor kimnyeongensis
Орехов Н.А.1*
1 Факультет биоинженерии и биоинформатики, Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова, Москва.
Результаты: Геном бактерии не обладает аномалиями, имеет одну хромосому и одну плазмиду. Бактерия не требует особых условий, и способна жить при комнатной температуре, и может быть использована для производства азота. Геном состоит из почти 8 тысяч генов, кодирующих белки и рРНК.
Введение
Nitratireductor kimnyeongensis - это аэробная, грамм-негативная, каталаза-позитивная, оксидаза позитивная бактерия, полученная из сушеных водорослей южнокорейского пляжа Gimnyeong. Образует колонии. После 5 дней инкубации на TSA(бульон с агаром, специально для инкубации), колонии имеют 0,5-1 мм в диаметре, круглые, выпуклые, гладкие, цельные и имеют светло желтый цвет. Сами бактерии являются палочковидными и подвижными за счет флагеллы (Hye Soon Kang, 2009).
Растёт в условиях 10-40°C, при pH от 6,1 до 12,1 и до 7% NaCl. Наилучший рост замечен при 30°C, никакого роста при 4°C (Hye Soon Kang, 2009).
Не восстанавливает нитрат до нитрита, восстанавливая сразу до азота. Азот можно использовать для производства жидкого азота, и во многих других отраслях (Hye Soon Kang, 2009).
Материалы и методы
Для исследования генома бактерии Nitratireductor kimnyeongensis были использованы FASTA файл[1] и таблица локальных особенностей генов[2]. Информация из них была обработана с помощью языка программирования python[3]. Основными библиотеками были pandas (позволяет удобно хранить и использовать большое количество информации) и matplotlib (позволяет строить графики). Для удобства читателя, в коде используются комментарии, в которых проясняется, что делает каждый сегмент кода.
Результаты
Далее приведен анализ данных о геноме бактерии Nitratireductor kimnyengensis.
Стандартные данные о геноме бактерии
В геноме бактерии есть две молекулы ДНК: хромосома и плазмид pNK_1. Общее количество п.н. (пар нуклеотидов) 4052255. На хромосому приходится 3790143 из них, а на плазмиду 262112 п.н.
Во всем геноме частота встречи: аденина - 20.22%, тимина - 19.98%, гуанина - 29.83%, цитозина - 29.98%.
Как можно заметить, плазмида сильно короче хромосомы. Второе правило Чаргаффа (количество A примерно равно количеству T, а количество G примерно равно количеству C) выполняется (проверено с помощью кода в python).
GC-состав всего генома составляет 59,8%, хромосомы - 59.69%, плазмида 61.41%. Тут снова можно заметить, что плазмид короче хромосомы, ведь общий GC-состав ближе к хромосомному. Связи между G и C не способствуют дестабилизации ДНК при повышенных температурах и концентрациях соли (Peter Yakovchuk, 2006), что и объясняет жизнь вплость до 40°C и до 7% NaCl.
Статистические данные о белка протеома
Длины белков в большинстве своем не превышают 1000 аминокислот, однако есть белки с более чем 2500 аминокислотами (рисунок 1). Всего 3807 генов, кодирующих белки. Они примерно равномерно распределены на обеих цепях (рисунок 2).
Меньше всего рибосомальных белков - их около 1,5%. Далее идут гипотетические белки - около 8%, транспортные - около 16% и остальные, составляющие подавляющие 74,5% (рисунок 3).
Статистические данные о генах РНК
Во всем геноме бактерии 59 РНК, что примерно в 131 раз меньше, чем количество белков. Больше всего тРНК (50 штук), что логично, ведь часто на одну аминокислоту приходится по несколько тРНК. Далее идёт рРНК, в количестве 6 штук, 2 некодирующих РНК и 1 транспортно-матричная РНК. (рисунок 4).
Сопроводительные материалы
1. FASTA файл.
https://drive.google.com/file/d/1gfq9jtpHzpa9W7DEJxobpxY8U46QVK0g/view?usp=share_link2. Таблица локальных особенностей.
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1LS9qDZibW-P4P547RFhj0HX29Z-N9iIW/edit?usp=share_link&ouid=105991972073066889342&rtpof=true&sd=true3. Папка с питоном и файлами.
https://drive.google.com/drive/folders/1D4lejOODEvzl_ejrmL2G-krGfAyBwIpV?usp=share_linkСписок литературы
1. Hye Soon Kang, Hong Lim Yang, Soon Dong Lee. Nitratireductor kimnyeongensis sp. nov., isolated from seaweed. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2009, Volume 59, Issue 5.
2. Peter Yakovchuk , Ekaterina Protozanova, Maxim D Frank-Kamenetskii. Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix. Nucleic Acids Research, 2006, Volume 34, Issue 2.