Мини-обзор генома и протеома Xanthomonas albilineans
Тагиров Курбан Маратович
Факультет Биоинженерии и биоинформатики
Ключевые слова:
Xanthomonas albilineans, геном, протеом.
1. Введение
Xanthomonas albilineans - представитель рода
Xanthomonas. Представители этого рода являются
исключительно грамотрицательными бактериями. Пищей
им служат растения, особенно декоративные или
агрономические, в частности сахарный тростник, нанося
тем сам серьезный ущерб сельскому хозяйству. По
сравнению с другими видами Xanthomonas,
Xanthomonas albilineans демонстрирует отличительные
патогенные механизмы. Геном, который претерпел
значительную эрозию, имеет уникальные геномные
особенности. X. albilineans производит мощный
ингибитор ДНК-гиразы, альбицидин, который блокирует
дифференцировку хлоропластов, о чем свидетельствуют
характерные белые полосы на листве[1]. Альбицидин
также подавляет активность бактерий, что дает
преимущество перед конкурирующими бактериями во
время колонизации растения. Распространение X.
albilineans происходит в основном механическим путем с
использованием зараженных инструментов для сбора
урожая, а также во время посадки инфицированных
черенков. Однако также предполагается и о воздушной
передаче.Xanthomonas albilineans проникает в ксилему
сахарного тростника и вызывает ожог листьев.
Симптомы этого заболевания варьируются от одной
белой, узкой, резко очерненной полосы до полного
увядания и некроза инфицированных листьев, что
приводит к гибели растений.[2]
Целью данного обзора является изучение генома и
протеома Xanthomonas albilineans.
2. Материалы и методы
Данные о бактерии взяты из базы данных NCBI. В
данном мини-обзоре использовались различные методы
работы Google Sheets такие как: COUNTIFS – подсчет
количества ячеек с желаемыми “признаками”; AVERAGE –
определение средней длины белка в протеоме бактерии;
MAX и MIN – нахождение соответственно максимальной
и минимальной длин продуктов гена.
Также использовались программы на языке Python для
подсчета нуклеотидов, частоты встречаемости каждого
нуклеотида, GC-skew.
3. Результаты
1) Геном состоит из одной кольцевой хромосомы и одной
плазмиды. Хромосома состоит из 3724581 нуклеотидов,
а плазмида – 31536 пар нуклеотидов. Как видим,
кольцевая хромосома имеет гораздо меньшее число
нуклеотидов, по сравнению с другими бактериями. Это
подтверждает тот факт, что геном Xanthomonas albilineans
потерпел эрозию.
Таблица 1. Нуклеотидный состав хромосомы.
Нуклеотид
Процент (%)
A
20.0025
C
29.9023
G
30.0355
T
20.0596
Таблица 2. Нуклеотидный состав плазмиды.
Нуклеотид
Процент (%)
A
18.5535
C
31.6337
G
31.3683
T
18.4445
Как видно из Таблицы 2 и Таблицы 1 количество A примерно равно
T, а количество G примерно равно C. Это ещё раз
подтверждает закон Чаргаффа.
2) GC-состав плазмиды и хромосомы составляет
63.0020% и 59.9378% соответственно. Высокое
содержание GC свидетельствует об устойчивости
генетического материала к денатурации в растворе, так как пара GC соединена тремя водородными связями,
тогда как пара AT — только двумя.[3]
3) Xanthomonas albilineans имеет 3167 генов, из которых
2982 кодируют белки.
4) Гистограмма длин белков.
На рис.1 представлена гистограмма распределения длин
белков.
Рис.1Гистограмма длин белок-кодирующих участков
Из гистограммы видно, что X. albilineans больше имеет
белков, длина которых составляет от 70 до 340. Но также
есть пару десятков белков, имеющих длину до
нескольких тысяч. В табл.3 представлены самые
длинные белки. Самым длинный белок имеет размеры
11795, а самый короткий — 30.
Автор выражает благодарность преподавателям
информатики за предоставленные знания.
6 Литература
1. Isabelle Pieretti, Alexander Pesic, Daniel Petras, Monique
Royer, Roderich D. Süssmuth, Stéphane Cociancich. What
makes Xanthomonas albilineans unique amongst
xanthomonads? Front. Plant Sci., 24 April 2015.
2. Imène Mensi, Marie-Stéphanie Vernerey, Daniel Gargani,
Michel Nicole and Philippe Rott. Breaking dogmas: the plant
vascular pathogen Xanthomonas albilineans is able to
invade non-vascular tissues despite its reduced
genome.Published: 01 February 2014.
3. GC-состав. Материал из Википедии — свободной
энциклопедии.
