Анализ генома Phytobacter diazotrophicus
1. Актуальность
Изучение и анализ генома способствует лучшему пониманию особенностей жизнедеятельности и экологической роли организма, что несомненно является полезным как для процессов, связанных с промышленным производством, так и для выяснения причин возникновения вспышек эпидемий. В данном обзоре был проанализирован геном (его состав как нуклеотидный, так и число, названия и длины ДНК), гены, кодирующие белок, и их распределение по цепям ДНК, гены РНК, а также были определены возможные участки начала и конца репликации
2. Введение
Phytobacter diazotrophicus является одним из видов рода грамотрицательных, азотофиксирующих бактерий Phytobacter. Согласно исследованию, проведённому Марсело Пиллонетто, Лавинией Аренд, Фабио Реццонико и т.д. и опубликованном в журнале “BMC Infection Diseases”, попадание бактерий трёх видов, среди которых был Phytobacter diazotrophicus, в организм пациентов с ослабленной иммунной системой из-за нарушения стерильности упаковок полного парентерального питания привело к эпидемии сепсиса на территории четырёх штатов в Бразилии в 2013 и 2014 годах. Также в данной статье имеется информация о причастности Phytobacter diazotrophicus к вспышкам сепсиса в США в 1970 годах. Согласной другой статье Фабио Реццонико, Цюхун Ниу и т. д., опубликованной в журнале “Pathogens”, что, хотя Phytobacter diazotrophicus в основном обитает в растительных тканях или почве, также этот вид встречается в кишечнике нематоды C. elegans, где выполняет пробиотическую роль.
3. Сопроводительные материалы
4. Данные о геноме
Ссылка на таблицу с данными, которые будут приведены ниже.
GC состав был установлен с помощью команды geecee из биоинформатического пакета EMBOSS, но можно также взять данные из файла assmbly_stats.txt.
4.1 Состав и размер генома
Геном состоит из хромосомы (NZ_CP051548.1) длинной 9777264 н. п. и плазмиды (NZ_CP051549.1) длинной 85271 н. п. Содержание нуклеотидов гуанина и цитозина в хромосоме равно 0,53, а в плазмиде - 0,50. Геном состоит на 23,37% из аденина, 23,43% из тимина, 26,63% из цитозина и 26,57% из гуанина. Никакие другие молекулы в геноме не были найдены. Также необходимо отметить, что данный состав подтверждает первое правило Чаргаффа.
4.2 Данные о белках
| количество | процент от общего числа генов | |
|---|---|---|
| всего генов | 5248 | 100% |
| на прямой цепи | 2636 | 50,23% |
| на комплементарной цепи | 2612 | 49,77% |
| рибосомальные белки | 88 | 1,676% |
| гипотетические белки | 406 | 7,74% |
| транспортные белки | 663 | 12,63% |
| белок кодирующие гены | 4947 | 94,26% |
| гены РНК | 257 | 4,897% (5,195% от белок кодирующих) |
| рибосомальные РНК | 56 | 1,07% (21,8% от общего числа РНК-генов) |
| транспортные РНК | 154 | 2,93% (59,9% от общего числа РНК-генов) |
Из полученных данных следует, что гены распределены по прямой и комплементарной цепям с вероятностью 0,5, так как значения отличаются всего на 23, что в 9 из 10 вариантах не превышает разницы случайного распределения с вероятностью 0,5 значений 0 и 1 в 5248 случаях.
Основываясь на данные, представленные в графике №1, самыми распространенными белками являются те, чья длина находится в диапазоне от 81 до 360 аминокислот. (Данные такого типа могут пригодиться в установлении самой распространенной длины у белков)
4.3 Данные о РНК-генах
У Phytobacter diazotrophicus, согласно табличным данным, преобладают гены транспортных РНК над генами рибосомальных РНК, что является довольно закономерным явлением. Также низко содержание РНК-генов относительно общего числа может свидетельствовать об отсутствии в необходимости разнообразия молекул РНК у данного организма.
4.4 Участки ori и ter
В ходе анализа GC-skew были установлены предположительные участки начала репликации кольцевой ДНК между 413000-514000 нуклеотидами и конца между 3131000-3234000 нуклеотидами. GC-skew в области ori равняется -13,186, а в области ter достигает 67,604.