Мини обзор протеома бактерии
Enterobacter ludwigii EN-119

Резюме

Ключевые слова: Enterobacter ludwigii, EN-119, BNM 0357. Работа посвящена краткому анализу бактерии Enterobacter ludwigii EN-119. В процессе исследования были рассмотрены разные аспекты изучения бактерии. Исследовались нуклеотиды кодоны и прочие составляющие генома бактерии. Для наглядности были приведены таблицы и диаграммы содержащие данные об исследовании.

Введение

EN-119 - типовой штамм Enterobacter ludwigii. Первое упоминание данного штамма зафиксированно в 2005 году. Общий размер генома составляет - 4952770 пар нуклеотидов, 88 тРНК, 10 рРНК.[1] EN-119 является возбудителем холецистита остеомиелита и ненатального менингита, а также других патогенных инфекций.[2] Кроме того его свойства можно описать на примере схожей бактерии того же штамма - BNM 0357, которая имеет способность растворять трифосфат кальция и препятствовать росту мицелия.[3] В данной работе проведено исследование и дальнейшее описание природы и особенности бактерии

Материалы и методы

Основной инструмент для работы - ПО Microsoft Excel. Использованные возможности данного ПО:

Функции:
• СЧЁТЕСЛИ и СЧЁТЕСЛИМН для подсчета кол-ва значений в выделенной области согласно выставленным критериям.
• ЕСЛИ и ЕСЛИМН для установки условий использования значений
• ВПР для использования данных из нескольких таблиц и создания новой из этих данных
• СУММ для подсчета суммы значений заданного диапазона
• Фильтр - позволяет выбирать столбцы с заданным содержанием
• Сортировка позволяет выстроить ячейки в столбце по заданным параметрам
• Специальная вставка позволяет копировать информацию корректнее
• Найти и заменить - поиск ячеек по заданным значениям и замена на произвольные
• Вставка графиков по данным таблицы

Функции bash:

• geecee - создание файла содержащего информации о G- С состава организма
• wordcount -wordsize x - создание файла содержащего информацию о длине последовательности x
• cbcalc -s word-n -K - создание файла содержащего информацию об O/E
• Скрипт genome_s.exe

Результаты иccледований

Размер генома

Измерения проводились с помощью программы genome_s.exe на сервере кодомо. Размер генома Enterobacter ludwigii EN-119 равен 4952855 п.н.

Соотношение нуклеотидов

Рассмотрим рис. 1 (лист nuclotide ЭТ Ivanov_review_topic.xlsx): Пользуясь информацией представленной на диаграмме видно, что соотношение пар нуклеотидов A/T и G/C примерно 1:1, что является нормой. Кроме того процентное соотношение показывает, что в данной последовательности нуклеотидов соблюдается правило Чаргаффа

Рисунок 1 - по вертикали процентное соотношение нуклеотидов, по горизонтали виды нуклеотидов.

Разнообразие генов

В процессе исследования типов генов в геноме бактерии Enterobacter ludwigii EN-119 была составлена таблица (табл. 1) на данные которой я и буду опираться (лист genes_per_type ЭТ Ivanov_review_topic.xlsx). По представленной в таблице информации можно сказать, что основную часть генома данной бактерии составляют белки. Это закономерно т.к. белки основной материал организма. Что интереснее, это псевдогены. в бактерии они присутствуют и являются нефункциональными, из-за отсутствия возможности кодировать белки. Однако при этом псевдогены играют важную роль в жизни бактерии, т.к как являются одним из факторов генетической изменчивости. Остальные строки таблицы содержат информацию об РНК. Видно, что все из представленных видов РНК присутствуют в бактерии Enterobacter ludwigii EN-119. Преобладающей РНК является транспортная.

Кратко опишу функции мало очевидных типов РНК:

• tmRNA - частвует в высвобождении рибосом, застрявших во время трансляции проблемных участков мРНК (7)
• SRP_RNA - участвует в процессе встраивания во внешнюю мембрану синтезируемых белков (8)
• RNase_P_RNA - участвует в созревании молекул РНК всех типов (9)
• antisense_RNA - выполняют разнообразные функции, способны как подавлять, так и активировать экспрессию гена-мишени (10)

Кодоны

Следующая таблица представлена в качестве диаграммы для компактности (рис. 2). По данным таблицы видно, что:

• Кол-во 6 - кодоны L R и S.
• Кол-во 4 - кодоны A P G T V
• Кол-во 3 - кодон K
• Подавляющее большинство аминокислот кодируются 2 кодонами
• M и W - 1

В таблице [2] (см сопроводительная таблица 1 лист codon_usage_table) представлена информация о частоте использования кодонов ( min и max) Что касается старт и стоп кодонов, для большинства бактерий это N-формилметионин (11). Стоп кодонов 3: TAG TGA TAA. Геном данной бактерии по найденным данным входит в это большинство.

рисунок 2 - по вертикали количество кодонов кодирующих ам-ту. По горизонтали кодоны.

Соотношение GC/AT

Для подсчета процентного соотношения GC/AT использовалась функция geecee. Результат изложен в листе complementary pairs (2) и диаграмме (рис. 3). Кол-во пар GC равен 55 процентов, Кол-во AT выясняем путем вычета процента пар GC из 100. Видно что пар GC больше чем пар AT. Обосновано это тем, что пары GC устойчивей AT. Вполне возможно, что устойчивость необходима т.к. бактерия является возбудителем болезней, следовательно нужна устойчивая ДНК для противоборства иммунному ответу организма зараженного.

На рисунке три изображена диаграмма соотношения пар GC и AT

Заключение

Данная работа была посвящена анализу протеома бактерии Enterobacter ludwigii EN-119. В результате были получены данные, требующие последующего анализа.

Сопроводительные материалы

Ссылка на Google диск: Google-таблица

genome_s.exe

Литература:

• National Reference center for the surveillance of nosocomial infections. Reference data set - Hospital Infection Surveillance System - Healthcare-associated infections Surveillance on ICUs (20172019).
• Genetic Diversity and Functional Analysis of Sigma Factors in Enterobacter cloacae Complex Resourced From Various Niche journals
• Whole genome sequence of Enterobacter ludwigii type strain EN-119T, isolated from clinical specimens academic
• Plant growth promoting properties of a strain of Enterobacter ludwigii isolated from Lolium perenne rhizosphere
science
• База данных NCIB
NCIB