Функциональная роль Гена в подсистеме. GO, SEED [,String]

Для работы был получен белок P0A1M6. Второе название Spa29. Это белок презентации антигена белка SpaR. Это трансмембранный белок, находящийся в организме Shigella flexneri. В записи UniProt белка было найдено 4 терминa GO.
GO ID Тип Значение
GO:0009405 Р - Биологический процесс Патогенез. Обуславливает патогенность организма с несущей его плазмидой
GO:0006605 Р - Биологический процесс Поиск целевых белков. Транспортирует белки в органеллы клетки, а так же может участвовать в их процессинге.
GO:0016021 С - Клеточный компонент Трансмембранный белок
GO:0005886 С - Клеточный компонент Входит в состав мембраны

Белок Spa29 принадлежит к системе секреции 3го типа.Эта система образуется сложным комплексом из более чем 20 различных белков. Система характерна для патогенных организмов, таких, как Salmonella sp., например, и гомологична базальному телу бактериальных жгутиков. Так как эту систему используют патогены эукариот, то секретируемому белку нужно преодолеть 3 мембраны: две бактериальные и мембрану эукариотической клетки. Исходя из этого система представляет собой структуры из иглы и базального тела. Игольчатая структура плавно прокалывает все эти мембраны. Игла это внеклеточная часть комплекса, игловой комплекс начинается в цитоплазме, часть, закрепленная в мембране, называется базальным телом T3SS. В игле проходит внутренний стержень, а сама игла состоит из многих субъединиц. Базальная часть представляет из себя несколько белковых колец, которые при формировании всего комплекса стоятся первыми, затем секретируют белки иглы, а после белки, предназначенные для секреции из клетки. В целом система подобна молекулярному шприцу, через который бактерия может впрыскивать нужный белок в эукариотическую клетку. Низкая концентрация ионов Ca в цитоплазме служит сигналом к открытию «ворот», которые регулируют T3SS. Вообще, основными элементами всех T3SS можно назвать: игольчатый мономер, внутренний стержень иглы, кольцевые белки, два транслокатора, белок иглы-наконечника, управляющий белок и АТФ-аза, которая поставляет энергию для секреции. Белок Spa 29 в данном случае служит носителем антигенной детерминанты. Строение системы секреции третьего типа в сравнении с другими системами представлено на рисунке 1.

Рис.1 Системы бактериальной секреции.

В базе данных SEED были найдены ортологи белка P0A1M6 . Были использованы следующие параметры для поиска: Region Size - 25000 bp, Number of Regions - 50, Evalue cutoff - 1e-17. Кроме самого белка было найдено 15 его ортологов. Полученное изображение окресности гена показано на рисунке 2. Выравнивание ортологов также было получено. Его изображение можно увидеть на рисунке 3.

Рис.2. Окружение гена SpaR соглано базе SEED.

Рис.3. Выравнивание ортологов белка Spa29.

С таблицей окружения гена можно ознакомиться тут . Со сводной таблицей можно ознакомиться на листе "сводный". Как видно из таблицы, есть некоторое количество генов, которые во всех или почти всех случаях находятся рядом с исследуемым геном. Это гены белков FliQ, FliP, FliN, FliM, FliI, которые все относятся к одной подсистеме Flagellar biosynthesis.
Мысль о том, что представленные гены из одной подсистемы всегда идут в одном порядке и ориентации - неверна. Если считать колоколизацией генов случаи, когда данный ген встречается более, чем в половине гомологов, то в данном случае, их функции связаны с подсистемой. Гены Fli относятся к генам, отвечающим за биосинтез флагеллы, а остальные их окружающие, тоже напрямую связаны с флагеллой. Кроме того, ортологичсность не распространяется на удаленные области окрестности. В моем случае, вероятно, вся группа белков, ответсвенная за работу и синтез флагеллы располагается примерно в одном районе, что, я думаю, является абсолютно оправданным с биологической точки зрения.