Анализ регуляции транскрипции генов дыхания в гамма-протеобактериях методами сравнительной геномики

• Автор: Герасимова, Анна Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Регуляция дыхания в геноме . i

1.1.1. Транскрипционный регулятор

1.1.2. Двухкомпонентная система АгсААгсВ

1.1.3. Регуляция нитритнитратного дыхания

1.1.4. Транскрипционный регулятор

1.2. Регулон в геномах . i и . i

1.3. Современные методы сравнительной геномики

1.3.1. Методы поиска экспериментальных данных, для последующего компьютерного анализа и предсказаний
1.3.2. Методы, основанные на сходстве аминокислотных последовательностей белков
1.3.3. Кластеризация генов на хромосоме
1.3.4. Анализ регуляторных сигналов
Глава И. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Банки данных геномных последовательностей
2.2. Компьютерные программы и методы для анализа нуклеотидных и аминокислотных последовательностей
Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Построение распознающих правил для поиска потенциальных сайтов связывания регуляторных белков
3.1.1. Построение распознающего правила для регулона
3.1.2. Построение распознающего правила для регулона А
3.1.3. Построение распознающего правила для регулона ИагР
3.1.4. Построение распознающего правила для регулона Мос1Е
3.1.5. Построение распознающего правила для регулона .
3.2. Разработка и применение новых методов сравнительной геномики
3.2.1. Анализ таксоноспецифичной регуляции
3.2.2. Применение метода таксоноспецифичного анализа для изучения эволюции ЫасШ. регулона в группе геномов ЕтПегоЬаепасеае
3.3. Анализ дыхательных регулонов
3.3.1. Анализ РЫИ. регулона
3.3.2. Анализ АгсА регулона
3.3.3. Анализ ИагР регулона
3.3.4. Анализ МосШ регулона
3.3.5. Комплексный анализ дыхательных регулонов
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В ряде работ было показано, что регуляторные сайты в бактериальных геномах могут быть предсказаны наиболее эффективно при одновременном анализе нескольких родственных геномов. Так, в частности, были описаны регулоны, отвечающие за биосинтез пуринов и аргинина iv . i . i . iv . iv . ответ i . В дополнение к этим методам, в рамках данной работы был разработан новый метод анализа регуляции, специфичной для геномов одной таксономической группы. При помощи всех методов сравнительной геномики была описана регуляция дыхания в геномах гаммапротеобактери, произведен комплексный, таксонспецифичный анализ четырех глобальных регулонов в десяти геномах. Глава I. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ В ГЕНОМЕ . Белок является основным транскрипционным фактором, регулирующим экспрессию генов, вовлеченных в дыхательный метаболизм в клетках . . Он был впервые выделен Гестом и коллегами в середине семидесятых годов . Белокрегулятор входит в большое семейство регуляторов 7. От белкарегулятора катаболизма сахаров его отличает наличие четырех ферредоксиноподобных цистеиновых кластеров ХЗX2X5, которых нет в , что дает возможность реагировать на изменение кислородных условий . Каждая молекула содержит по одному железносерному кластеру на субъединицу Рис. Рисунок 1. Организация молекул белка в зависимости от наличия кислорода. ДНК. Так, активирует анаэробные гены и репрессирует аэробные . Для многих генов в геноме . . А именно, активирует экпрессию формиатзависимой нитрит редуктазы i . i . I i . i . . . . . Ген интерен еще и тем, что он регулируется не только , но и другим представителем этого семейства, белком , сайты их посадки не перекрываются. i . Фактор транскрипции репрессирует дегидрогеназу i . оксидазу . i . Нуклеотидная последовательность, узнаваемая , известна и представляет собой четырнадцатинуклеотидный палиндром со спейсером из четырех нуклеотидов . Интересно, что под регуляцией оказались и сами гены, кодирующие дыхательные белкирегуляторы, такие как . X i . i . А к модулону вообще относят больше 0 генов в геноме . i . Вот почему можно с большой долей уверенности говорить о главенствующей роли этого дыхательного фактора транскрипции, по сравнению с другими факторами в геноме . Целыо нашего исследования было выяснить сохранится ли эта иерархия в других гаммапротеобактсриях Другой регулятор дыхания, белок АгсА часть двухкомпонентной системы А В, в которой АгсА регулятор, В сенсор. Эта система была открыта в году, при изучении экспрессии сукцинат дегидрогеназы i . Во многих статьях можно встретить определение этой регулятора, как транскрипционного фактора, активного в анаэробных условиях и использующего в качестве акцепторов электронов нитрат и нитрит. На самом деле, последние работы i . i . реагирует на изменение окислительновосстановительного состояния хинонового окружения, и в зависимости от этого состояния контролирует переключение между дыханием и брожением i . То есть в качестве акцепторов электронов могут быть использованы не только нитрат и нитрит, но и кислород. В отсутствие акцепторов электронов сенсорный белок АгсВ автофосфорилируется и затем трансфосфорилирует АгсА. Фосфорилированные белки АгсА формируют олигомеры и связываются с ДНК. В аэробных условиях, трансфосфорилирования АгсА не происходит. АгсА активирует гены, необходимые для дыхательного метаболизма, и репрессирует гены брожения. Таким образом, двухкомпонентная система АгсААгсВ выбирает между брожением и дыханием в зависимости от наличия акцепторов электронов в клетке.