Изучение регулонов бактериального стресса методами сравнительной геномики

• Автор: Пермина, Елизавета Алексеевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение Обзор литературы

Методы сравнительной геномики для изучения регуляции транскрипции .

БОБответ у бактерий

Тепловой шок

Общий стресс

Тяжелые металлы

Материалы и методы

Базы данных бактериальных геномов

Компьютерные программы и методы для анализа геномов, а также отдельных нуклеотидных и белковых последовательностей

Сравнительный анализ

Результаты и обсуждение
Глава I. БОБответ у гаммапротеобактерий и грамположительных бактерий
Исследование БОБрегулона методами сравнительной геномики Филогенетический анализ днкполимераз IV и V
Характеристика особенностей распространения и регуляции оперона ишиБС, кодирующего Ро1 V
Обсуждение Таблицы и иллюстрации
Глава И. Регулоны теплового шока у протеобактерий и грамположительных бактерий
Анализ распространения и структуры регулонов теплового шока
Обсуждение
Таблицы и иллюстрации
Глава III. Регулон общий стресс в группе
ВасШиэарЬуЬсоссизЛепа.
Исследование регулона общего стресса методом сравнительной генетики
Сравнение результатов, полученных методом сравнительной геномики, с данными анализа экспрессии на микрочипах
Обсуждение
Таблицы и иллюстрации
Глава IV. Регулоны устойчивости к тяжелым металлам у
эубактерий. семейство МсгСОС0
Анализ регулонов семейства МегСОС
Обсуждение
Таблицы и иллюстрации
Выводы
Благодарности
Список литературы


Одним из основных компьютерных методов, применяемых для изучения транскрипционной регуляции в полных бактериальных геномах, является поиск операторных участков сайтов связывания транскрипционных факторов с ДНК. Этот метод является важным компонентом аннотации полных бактериальных геномов, который позволяет уточнить предсказания функций генов, сделанные методами анализа белковых последовательностей. Существует много способов анализа участков связывания факторов транскрипции, однако традиционно задача поиска регуляторных сигналов решается следующим образом iv и др. На первом этапе необходимо получить список сайтов обучающую выборку, отвечающих исследуемому регуляторному белку. Для этого сначала составляется список совместно регулируемых генов, который можно получить путем анализа литературы, поиска по базе данных или в экспериментах по экспрессии генов. После этого 5некодирующие области полученных генов выравниваются с целью обнаружить в нуклеотидных последовательностях консервативные области. Альтернативным способом является использование экспериментальных данных мутагенез или футпринтинг, которые позволяют сузить область поиска. На втором этапе на основе полученного списка строится распознающее правило. В наиболее простом варианте это может быть консенсусная последовательность. Более сложная процедура построения распознающего правила включает в себя вычисление позиционной матрицы весов нуклеотидов, которая обычно является более чувствительной, чем просто консенсусная последовательность. Практика использования самых разнообразных методов предсказания регуляторных сигналов показывает, что построить надежное распознающее правило практически никогда не удается, так как вместе с правильно предсказанными операторными областями обычно находятся много лишних. Кроме того, для подавляющего большинства геномов и регуляторных систем отсутствуют какие бы то ни было экспериментальные данные для создания обучающей выборки. Доступность полных или почти полных геномов дает возможность существенно увеличить надежность предсказаний. При этом используется основная идея сравнительной геномики, заключающаяся в том, что группа генов, составляющих регулон группу совместно регулируемых фактором генов в одном геноме, будет составлять регулон и в родственном геноме. Тем самым, пара генов, по одному из каждого генома, включается в потенциальный регулон при выполнении двух условий они являются ортологами, и поэтому, скорее всего, выполняют в клетке одну и ту же роль, и оба они имеют в регуляторной области потенциальный сайт рассматриваемого вида. Такой подход позволяет существенно уменьшить вероятность случайного предсказания неправильного операторного участка, особенно при анализе большого числа геномов, когда можно учесть возможность потери гена или регуляторного сайта iv . iv . vv и др. Сравнительный подход позволяет не только переносить существующую информацию о регуляции из хорошо изученного генома на другие, менее изученные, геномы, но и предсказать новых членов изучаемого регулона, что особенно полезно для поиска недостающих генов в метаболических путях . Данная процедура была применена в нашей группе для анализа ряда бактериальных регулонов регулонов биосинтеза пуринов и аргинина iv . i . iv . iv В частности, с помощью сравнительного анализа пуринового регулона удалось обнаружить новое семейство пуриновых транспортеров в протеобактериях iv . . ответ является реакцией бактериальной клетки на Vизлучение и ДНКповреждающие вещества. Он может быть описан как быстрая мобилизация систем репарации ДНК. В ответе участвуют белки рекомбинационной и экзиционной репарации продукты оперонов v и v, гипермутирующая полимераза , белки, регулирующие клеточное деление . Механизмы коррекции неспаренных оснований и гомологичной рекомбинации описаны для . ДНК в неабсолютно идентичную ДНК, партнера по рекомбинации.