ВВЕДЕНИЕ

Целью данного обзора является изучение генома и протеома Pseudomonas brassicacearum (рис. 1). Это грамотрицательная почвенная бактерия, впервые выделенная из ризосферы масличного рапса Brassica napus, от которой она и получила свое название. Клетки бактерий являются палочками по морфологии (1.0–1.5 μm в длину, около 0.5 μm в диаметре).[1]

Классификация:

-  Phylum Proteobacteria

-  Class Gammaproteobacteria

-  Order Pseudomonadales

-  Family Pseudomonadaceae

-  Genus Pseudomonas

-  Pseudomonas brassicacearum

Наиболее известные штаммы P.brassicacearum продуцируют антимикробные соединения и обладают активностью в отношении фитопатогенных микробов.[2]

МЕТОДЫ

Информация о протеоме бактерии была получена из базы данных NCBI Genome[4]. В работе использовались умения работы с сервисом Google Sheets. При создании таблицы в Google Sheets. При создании таблицы в Google Sheets использовались такие возможности ПО, как возможность импортировать файл *feature_table.txt, его разбиение по столбцам, форматирование различных спецсимволов в ячейках, форматирование диапазона ячеек, сортировка столбцов и строк, использование фильтров по значениям. Использование метода COUNTIFS для подсчета количества ячеек, соответствующих заданному условию (длина белка больше или равна нижней границы интервала и меньше его верхней границы). Для подсчета средней длины белка в протеоме использована функция AVERAGE с форматированием результирующей ячейки для округления значения. Минимальное и максимальное значения длин продуктов генов было найдено при помощи функций MAX и MIN соответственно. Использованы методы работы с файлами, словари, реализация циклов в Python для подсчета числа нуклеотидов, частоты кодонов, GC-skew.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Общая информация:

1) Общий объем генома - 6738544 пар оснований, что входит в рамки обычной длины прокариотического генома. В Таблице 1 приведено количество встреченных нуклеотидов и частота. Количество нуклеотидов С приблизительно равно количеству G, а количество А - количеству Т. Из чего можно сделать вывод, что для последовательности соблюдается правило Чаргаффа.

2) GC-состав равен 0.6083 и является достаточно высоким для типа Gammaproteobacteria.[5]

3) Количество генов в геноме P.brassicacearum - 6100. Из них кодирующих белки генов - 5883. Распределение генов по функциям можно увидеть в Таблице 2.

4) Число гипотетических белков в геноме “hypothetical protein” бактерии - 677. Процентное содержание - 11,5 % от общего количества кодирующих белки последовательностей.

5) Рибосомных белков в протеоме P.brassicacearum 60 штук. Из них на “+” - цепи - 13, на “-”-цепи - 47. (Их список можно увидеть на листе “ribosomal prots” таблицы Genome features)

6) Всего генов, кодирующих РНК - 85, их распределение показано на рис. 2

Табл.1 Нуклеотидный состав

Нуклеотид	Количество	Частота
A	1320561	0.1960
C	2050075	0.3042
G	2049305	0.3041
T	1318603	0.1957

Табл.2 Распределение генов в геноме

Что кодирует	Цепь	Количество	Всего
Белки	+	2974	5883
	-	2909
Псевдогены	+	23	45
	-	22
Какую-либо РНК	+	27	86
	-	59

Табл.3 Длинные белки

Белок	Длина
hemagglutinin repeat-containing protein	4910
non-ribosomal peptide synthetase	4648
LapA family giant adhesin	4512
filamentous hemagglutinin N-terminal domain-containing protein	4434
non-ribosomal peptide synthetase	4328
filamentous hemagglutinin family protein	4188
non-ribosomal peptide synthetase	3401
retention module-containing protein	3347

Табл. 4 Распределение старт-кодонов

Кодон	Количество	Частота
ATG	5308	0,895
GTG	398	0,067
TTG	153	0,026
CTG	19	0,003
Другие	50	0,008

GC-skew

На рисунке 5 показан график GC-skew cumulative. Расчёт GC-skew в окне заданной ширины производится по формуле:

GC-skew = (G-C)/(G+C)

GC-skew cumulative для позиции считается как сумма всех GC-skew, посчитанных ранее. Точка минимума на графике соответствует началу репликации – oriC. Ее кордината - 0. Максимум на графике должен соответствовать точке терминации репликации – ter. Ее координата - 3400000