Обзор генома и протеома бактерии Dehalobacterium formicoaceticum

Резюме

Бактерия Dehalobacterium formicoaceticum была впервые обнаружена группой исследователей в 1996 городу в Штутгарте, Германия. Для данного организма характерно использование дихлорматана в качестве источника энергии. У Dehalobacterium formicoaceticu> одна кольцевая молекула ДНК. В данной работе был проанализирован геном и протеом: получены количественные оценки генов и белков с точки зрения их классификации по различным категориям, построена гистрограмма распределения длин белков, рассмотрена встречаемость различных генов в геноме.

Таблица.1 Общая характеристика Dehalobacterium formicoaceticum

Различные данные	Общая характеристика организма
Среда обитания	Промышленно загрязненные грунтовые воды с реактивным неподвижным слоем
Расположение	Германия, Штутград
Дата сбора штамма	1996
Тип генома NCBI	Representative

Введение

Dehalobacterium formicoaceticum является автотрофным организмом, который использует соединения дихлорметана в качестве источника энергии. Данная бактерия способна осуществлять процессы жизнедеятельности в бескислородной среде при участии минеральных кислот. Продуктами метаболизма данной бактерии являются такие химические соединения, как соли: формиаты, ацетаты, хлориды, а также другие органические вещества. Dehalobacterium formicoaceticum - единственная известная бактерия, которая использует окисление дихлорметана в качестве источника энергии.

После полного секвенирования, собрания и анатирования генома Dehalobacterium formicoaceticum было обнаружено, что он состоит из одной кольцевой хромосомы размером 3 766 545 п.н. , состоящей из 3935 кодируемых генов, отвечающих за синтез белков.

Материалы и методы

Использовались данные с сайта NCBI: Complete Genome Sequence of Dehalobacterium formicoaceticum Strain DMC, a Strictly Anaerobic Dichloromethane-Degrading Bacterium. Данные были импортированы и форматированы в плоскую таблицу в Google Sheets, где также была выполнена их обработка: построение диаграмм, таблиц, статистический анализ. Для подсчёта количества количества длин белков на заданных промежутках(с шагом в 100 а.о.) сначала была составлена таблица данных всех длин, а после балы проанализирована частота встречаемости длин белков на данных промежутках. В результате была составлена гистограмма (см.Рисунок 1 ).

Результаты и обсуждение

Размер генома

Полный геном Dehalobacterium formicoaceticum состоит из одной кольцевой хромосомы (3 766 545 п.н.) с общим содержанием гуанина и цитозина 43%. Всего в геноме было идентифицировано 3935 генов, отвечающих за синтез белка. Также было идентифицировано 55 тРНК и 17 иРНК, включая шесть 5S рРНК, пять 16S рРНК и шесть 23S рРНК. В геноме находятся гены, кодирующие белки, являющиеся ферментами, участвующие в пути Вуда-Люнгдаля.

Встречаемость генов разных типов в геноме

Всего в геноме было обнаружено 2761 генов белков, число псевдогенов равно 128, число генов транспортных тРНК — 57, число генов рибосомальных РНК — 17, транспортно- матричных РНК — 1, количество частиц узнавания сигнала — 1, число некодирующих РНК — 2 .

Рисунок 1: Распределение генов в геноме Dehalobacterium formicoaceticum

Гистограмма длин белков

Можно заметить, что у Dehalobacterium formicoaceticum чаще всего встречаются белки длиной 100-200 аминокислот. Дальше 500 аминокислот следует резкий спад количества белков. Можно сообщить, что в протеоме данной бактерии превалируют белки со сравнительно низким числом аминокислот.

Рисунок 2: Гистограмма длин белков

Вычисление частоты встречаемости комплиментарной пары G-C в геномной ДНК

С помощью команды bash geecee вычислим частоту встречаемости комплементарных пар А-Т и G-C в геномной ДНК. Для этого вводим в командной строке: geecee genome.fasta 1.txt. Получаем выходной файл 1.txt, содержащий необходимую информацию. В геномной ДНК бактерии на компелементраную пару G-C приходится 43% .

Выводы

Геном бактерии Dehalobacterium formicoaceticum представлен одной кольцевой молекулой ДНК, с общим количеством гуанина и цитозина 43%. У данной бактерии чаще всего встречаются белки длиной 100-200 аминокислот (см. Рисунок 2). Всего в геноме было обнаружено 2761 генов белков. Большинство из них составляют гены белков, на наименьшую долю приходятся гены РНК (см. Рисунок 1).

Список литературы

NCBI: Dehalobacterium formicoaceticum, Published online 2017 Sep 14 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC5597755/

Gribble GW. 2010. Naturally occurring organohalogen compounds—a comprehensive update, p 12–13. In Progress in the chemistry of organic natural products, vol 91 Springer, Vienna, Austria. [Google Scholar]

Brunner W, Staub D, Leisinger T. 1980. Bacterial degradation of dichloromethane. Appl Environ Microbiol 40:950–958. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

Leisinger T, Braus-Stromeyer SA. 1995. Bacterial growth with chlorinated methanes. Environ Health Perspect 103(suppl 5):33–36. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]