Нуклеотидные банки данных

В данном практикуме ответы на поставленные вопросы отправлялись в google-формах, однако на этой странице Вы можете ознакомиться с ними и получить дополнительные комментарии.

Качество сборки генома эукариотического организма

Рис. 1. Arabidopsis thaliana [1].

Для выполнения этого задния был выбран организм - Arabidopsis thaliana - резуховидка Таля, растение, вид рода резуховидка (Arabidopsis) семейства капустные (Brassicaceae). В связи с относительно коротким циклом развития является удобным модельным организмом в молекулярно-биологических, генетических и физиологических исследованиях, где известна под транслитерацией родового латинского названия — арабидопсис [1].
Затем в базе данных NCBI Genome был выполнен поиск по организму, и получена таблица с 10 сборками генома, из которой была выбрана вторая сборка, так как для неё был указан WGS project, она характеризовалась наибольшей полнотой и включала в себя последовательность 5 хромосом. По результатам поиска также было обнаружено, что секвенирование данного организма проводилось в рамках 7 проектов и использовались 10 биообразцов. Информация о биообразце выбранной сборки генома представлена в Таблице 1, с комментариями и пояснениями, ознакомиться с ней можно по этой ссылке.

По этой ссылке Вы можете ознакомиться с данными, представленными в Bioproject для выбранной сборки. Здесь представлены детали секвенирования, идентификационный номер проекта, тип данных (то есть геномное секвенирование), организм, место и дата регистрации секвенирования, публикации, ссылки в базы данных и указание локуса.

В Таблице 2 приведена некоторая информация, характеризующая данную сборку.

По этой ссылке Вы можете ознакомиться с таблицей контигов – секвенированых без пропусков фрагментов ДНК. А здесь найдёте последовательность одного из контигов.

Ключи таблиц особенностей

В записи NCBI существуют таблицы особенностей, где указываются различные особенности приведенной последовательности, и в Таблице 3 собраны самые частые и некоторые интересные ключи из неё.

repeat_region complement(23173..23273)
                   /note="101 bp Mycobacterial Interspersed Repetitive
                   Unit,Class I. See Supply et al. (1997) Molecular
                   Microbiology 26, 991-1003" 

mobile_element  832352..832868
                     /note="IS1557'-1, len: 517 nt. Region similar to Insertion
                     sequence IS1557 on MTCY373- (IS1557- 1st copy). This
                     region is a possible MT-complex-specific genomic island
                     (See Becq et al., 2007)."

gene            19361..20083
                     /locus_tag="BFp0027"
                     /db_xref="GeneID:3021406" 

CDS complement(2149006..2150274)
    /gene="nanT"
    /locus_tag="Rv1902c"
    /inference="protein motif:PROSITE:PS00217"
    /codon_start=1
    /transl_table=11
    /product="sialic acid-transport integral membrane protein
    NanT"
    /protein_id="NP_216418.1"
    /db_xref="GeneID:885057"

regulatory      305..310
                     /regulatory_class="ribosome_binding_site"

operon          318..3012
                     /operon="Operon_001"
                     /experiment="EXISTENCE:[PMID:19448609]"

rep_origin      complement(70063..70336)
                /note="similar to Escherichia coli F plasmid RepF1b region
                found in GenBank Accession Number M26308"

Массовый геномный проект

Рис. 2. GGI logo [3].

Для выполнения данного задания был выбран массовый геномный проект, который на данный момент (2017 год) всё ещё продолжает действовать. The Global Genome Initiative (GGI) - всемирная геномная инициатива. Этот проект представляет собой научный проект, направленный на увеличение знаний о геномном биоразнообразии Земли, поддержании его в естественных условиях по всему миру и обеспечение доступным биоматериалом исследователей через Всемирную сеть биоразнообразия генома, передачу своих знаний о биразнообразии будущему поколению и уточнение систематического положения различных видов. Местом, в котором зародилась эта идея считаются США, а именно: Smithsonian Institute for Biodiversity Genomics (совместно с другими институтами и партнерами), началом является 2014 год. К 2020 году планируется добавить в коллекцию и сделать доступным, по крайней мере, по одному виду из каждого из 10000 семейств и по каждому виду, как минимум, из половины родов (200000). На сегодняшний день, секвенировано - 605607 образцов. По этой ссылке Вы можете ознакомиться с одной из последних публикаций по проекту.

Митохондриальные гены

В данном задании выбран для анилиза был Ricinus communis, или клещевина обыкноченная - масличное, лекарственное и декоративное садовое растение. Во многом интересное для науки из-за того, что в семенном ядре содержится 17% белком, в том числе токсальбумин рицин - чрезвычайно ядовитое вещество, но помимо этого все части растения содержат рицин и ядовиты для человека и животных [5]. А затем с помощью базы данных Nucleotide (NCBI) были найдены митохондриальные геномы по такому запросу: (((((((( "complete sequence"[Title]) OR "complete genome"[Title]) AND "refseq"[Keyword]) AND "mitochondrion"[Filter])) AND "ricinus communis"[Title]))) В Таблице 4 собрана некоторая информация об этом поиске.

Рис. 3. Ricinus communis [4].

А также с помощью программы Excel была создана таблица генов белков, закодированных в митохондриальном геноме, информация о котором найдена на NCBI. Ознакомиться с ней можно в файле gene_result.xlsx.

Размеры геномов

В Таблице 5 представлена информация о размерах генов различных организмов. Данные получены с помощью поиска организмов по базе данных NCBI. С помощью программы Excel (СРЗНАЧ) были подсчитаны средние (типичные) значения.

Было замечено, что наибольшими по размеру геномами обладают растения, а наименьшими вироиды, как организмы, представленные лишь молекулами РНК такие значения закономерны. Бактерии обладают большими геномами по сравнению с археями, которые в свою очередь больше, чем геномы вирусов.

Источники: