Реферат на тему: "Базы данных по геномам E Coli"

Реферат на тему: "Базы данных по геномам E Coli"

                                 Медико-биологический факультет

                                  базы данных по геномам E Coli                                                                                 

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................3

2. Общие характеристики последовательности ДНК генома E. coli K12..........4

3. БАЗА ДАННЫХ GenBank..................................................................................6

      3.1.GenBank (NCBI)...........................................................................................6

4. Escherichia coli str. K-12 substr. MG165.............................................................7

5. База данных EcoCyc..........................................................................................10

  5.1.ПЦР-детекция и картирование генов о-антигена E. Coli...........................12

6. Заключение.........................................................................................................13

7.  Литература.........................................................................................................14

1. Введение

В настоящее время научная работа связана не только, и даже не сколько с работой в лаборатории и постановкой экспериментов. Сейчас на первый план выходит работа с базами данных различного содержания Они помогают ученым определить поле деятельности, наметить области работы. В настоящее время распространены TrEMBL, SwissProt, PIR, OWL, PDB.

Пополняться Кишечная палочка Escherichia coli - классический объект молекулярной генетики, на котором исследованы наиболее принципиальные проблемы организации генетического материала. Штамм E. coli K12 был успешно использован Дж.Ледербергом и Э.Тейтумом в 1946 г. для доказательства существования рекомбинаций у бактерий. Позже Дж.Ледерберг построил для нее первую генетическую карту, а Ф.Жакоб и Э.Вольман - первую кольцевую карту. В 1963 г. Дж.Кернс сфотографировал кольцевой геном E. coli в процессе его репликации.

Клеточный геном представляет собой сбалансированную систему генов - архив генетической информации, достаточной для контроля всего клеточного метаболизма, развития, морфогенеза, самовоспроизведения . В частности, геном клетки содержит гены всех основных генетических процессов - репликации, транскрипции, трансляции, репарации, рекомбинации, сегрегации и т.д. Полное секвенирование генома позволяет сопоставить и оценить генетическую сложность тех или иных молекулярных систем и геномов, выявить ранее неизвестные гены, выполнить сравнительный анализ функционального и структурного сходства различных генов и геномов, выявить общие принципы организации сложных клеточных молекулярно-генетических систем управления.

Работа по проекту полного секвенирования генома E. coli K12 была начата в 1991 г. под руководством д-ра Фреда Блаттнера (лаборатория генетики, Висконсинский университет, г. Медисон, США). В январе 1997 г. основные результаты были переданы в компьютерную базу данных GenBank, а в сентябре 1997 г. в американском журнале "Science" появилась итоговая статья коллектива участников секвенирования. Полная последовательность ДНК генома E. coli K12 стала достоянием науки. Ниже мы приведем в сводной форме основные результаты этих работ с необходимыми комментариями, имея в виду, что такой уникальный материал позволяет ответить на многие принципиальные вопросы молекулярно-генетической организации и эволюции

2.Общие характеристики последовательности ДНК генома E. coli    K12

87,8% генома занимают реальные и вероятные белок-кодирующие гены, или цистроны. Примерно 1/3 из них была известна ранее, а остальные выбраны среди огромного числа новых открытых рамок трансляции (возможных цистронов, или ORF) путем сложного сопоставления многих свойств, имеющих характерные различия между кодирующими и некодирующими районами. Функции 38% этих цистронов неизвестны.

       - 0,8% - гены стабильных фракций РНК (т-РНК, р-РНК и др.).

       - 0,7% - некодирующие повторы.

       - 11,0% генома - функциональные сайты и другие участки, выполняющие регуляторные и другие функции.

       Таким образом, геном E. coli K12 очень плотно нагружен генами (~ 88,5%), а межгенные участки занимают относительно малую долю (~11%). Среди 4288 выявленных или предсказанных цистронов 1853 описаны ранее, а 2435 - новые. Самый большой цистрон содержит 7149 нп. (2383 кодона), функция его неизвестна. Средний размер цистрона 951 нп. (317 кодонов). Средний интервал между цистронами - 118 нп. Однако межгенны интервалы в большинстве своем содержат различные функциональные сайты, то есть выполняют регуляторные функции. Кроме того, цистроны не содержат интронов - внутренних некодирующих участков.

       Известно, что цистроны выделяются в ДНК и м-РНК начальными и конечными знаками пунктуации. В общей форме они были известны ранее и внесены в генетический код. Однако в геноме E. coli они встречаются с различными частотами:

Начальные знаки пунктуации	Конечные знаки пунктуации
ATG - 3542	TAA - 2705
GTG - 612	TGA - 1257
TTG - 130	TAG - 326
ATT - 1	CTG - 1

  Интересно, что у 405 пар смежных цистронов вообще нет межгенных интервалов: знак начала трансляции одного частично перекрывается с конечным знаком другого:

(нач)      (нач)               (нач)           (нач)

ATGA,           TAATG, TGATG,              GTGA,   и др.

   [кон][кон]       [кон]                  [кон]

       По данным на январь 1998 г.  сложность молекулярно-генетической системы управления и метаболической сети E. coli можно охарактеризовать следующим образом:

1. Длина ДНК генома (Мб)	4.6
2. Полное число генов	4909
3. Число цистронов	<4288/td>
4. Число кодируемых ими ферментов	804
5. Число метаболических реакций	988
6. Число метаболических путей	123
7. Число химических веществ, участвующих в метаболизме	1303
8. Число фракций т-РНК (генов т-РНК)	79 (86)
9. Число регуляторных белков	60

       В таких случаях специалисты говорят: "жизнь при 4909 генах". Метаболизм сложен, но не запредельно. В дальнейшем приведенные цифры могут возрасти в ходе исследований за счет новых знаний.

3.БАЗА ДАННЫХ GenBank

GenBank – база данных генетических последовательностей, поддерживается NIH (Национальный Институт  Здоровья США), аннотированная база известных последовательностей ДНК, РНК и белков, с литературными  ссылками на первоисточники и информацией биологического характера. Обновляется каждые два месяца.                                                                                        Является частью International Nucleotide Sequence Database Collaboration, которая объединяет   трикрупнейшие коллекции нуклеотидных последовательностей: DDBJ (NIG), EMBL (EBI) и GenBank (NCBI).

3.1.GenBank (NCBI)

Кишечная палочка к-12 является наиболее широко изученным штаммом кишечной палочки и служит эталоном для этого вида. Кишечная палочка также является одним из самых разнообразных видов микробов, содержащих как патогенные, так и непатогенные штаммы. Патогенная кишечная палочка может вызывать инфекции мочевыводящих путей, неонатальный менингит и многие, часто тяжелые, кишечные заболевания. Патогенные штаммы часто имеют факторы вирулентности, кодируемые на экстрахромосомных плазмидах или внутри бактериофагов и отдельных сегментов ДНК, называемых островками патогенности (PAIs). Паи, вероятно, были перенесены горизонтально и, возможно, даже интегрировались в хромосому посредством интеграции или транспозиции бактериофагов или плазмид. Эти факторы вирулентности часто переносились от близкородственных, высокопатогенных видов шигелл. Среди других факторов вирулентности энтероинвазивная кишечная палочка делит инвазионную плазмиду с шигеллой.Эталонными штаммами из патогенной кишечной палочки являются возбудители мочевыводящих путей Escherichia coli IAI39 и Escherichia coli UMN026, Escherichia coli O157:H7 str. Сакаи, вызывающий геморрагический колит, Escherichia coli O83: H1 str. NRG 857C, который вовлечен в болезнь Крона, и Escherichia coli O104:H4 str. 2011C-3493, которые вызывают гемолитический уремический синдром.

4.Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655

последовательность генома  Определение последовательности ДНК-генома этого штамма проводилось или проводится либо полностью, либо частично.

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655     

• Escherichia coli MV1994   
• Escherichia coli MV2A6   
• Escherichia coli MV2A9   
• Escherichia coli MV2B10   
• Escherichia coli MV2B9   
• Escherichia coli MV2C11   
• Escherichia coli MV2C9   
• Escherichia coli MV2D10   
• Escherichia coli MV2D4   
• Escherichia coli MV4241   
• Escherichia coli MV4242   
• Escherichia coli MV4243   
• Escherichia coli MV4244   
• Escherichia coli MV4246   
• Escherichia coli MV7501   
• Escherichia coli MV7502   
• Escherichia coli MV7503   
• Escherichia coli MV7505   
• Escherichia coli MV7506   
• Escherichia coli PFM2   
• Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655star   
• synthetic Escherichia coli C321.deltaA 

strain
JW5437-1 [1 2 4408]	K-12 [10 4629 211 7395 4670 10 36920 4747 10]	K-12 substr. MG1655 [6 21 16 207 6 245]	K12   strain K-12 [10 4629 211 7395 4670 10 36920 4747 10]
K12 MG1655 [6 193 58 218]	K12 substr. MG1655   strain K-12 substr. MG1655 [6 21 16 207 6 245]	MG1655   substrain MG1655 [3 5020 51 8 4924]	VB111_IA [1 444]
VB111_IB [1 662]	VB111_IC [1 694]	VB111_ID [1 424]	VB111_IE [1 484]
VB111_IF [1 438]	VB111_IG [1 440]	VB111_VA [1 852]
substrain
MG1655 [3 5020 51 8 4924]
isolate
MG1655 [32 1 2 40]	ncec3 [3904]
nat-host
Homo sapiens [9]
culture-collection
ATCC:47076 [2 29 4407 1]

Модификаторы организма

     Геном E. coli K12 содержит также значительное число необязательных (факультативных) включений - профагов, плазмид и транспозонов. Выявлено 87 цистронов и белков этих включений.  Число их может быть различным, поскольку они подвижны, способны к внедрению в геном и выщеплению из него. Наилучшим образом это продемонстрировано для умеренного фага l и полового фактора (плазмиды) F, которые в данной линии отсутствуют. Многие фаги исключаются из генома не полностью, оставляя там в качестве следа некоторые свои гены. Эти остатки, не способные к самостоятельному перемещению и развитию, называют "криптическими" фагами. Среди факультативных включений в этой линии найдены 41 копия различных транспозонов (IS), которые участвуют в процессах внедрения и исключения плазмид.

       Наконец, следует отметить, что геном E. coli содержит ряд функциональных и нефункциональных повторов. Октамер GCTGGTGG отвечает "горячим точкам рекомбинаций" (так называемым  ). Он встречается в сотнях позиций в обеих ориентациях и играет ключевую роль в конъюгационной рекомбинации и других генетических процессах. Найдено большое число копий (581) небольшого палиндромного повтора REP длиной ~ 40 нп. Функция их неизвестна. В сумме они занимают 0,54% ДНК генома. Известны и другие повторы. В основном они попадают в межцистронные интервалы.

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655, complete genome

AGCTTTTCATTCTGACTGCAACGGGCAATATGTCTCTGTGTGGATTAAAAAAAGAGTGTCTGATAGCAGC

TTCTGAACTGGTTACCTGCCGTGAGTAAATTAAAATTTTATTGACTTAGGTCACTAAATACTTTAACCAA

TATAGGCATAGCGCACAGACAGATAAAAATTACAGAGTACACAACATCCATGAAACGCATTAGCACCACC

ATTACCACCACCATCACCATTACCACAGGTAACGGTGCGGGCTGACGCGTACAGGAAACACAGAAAAAAG

CCCGCACCTGACAGTGCGGGCTTTTTTTTTCGACCAAAGGTAACGAGGTAACAACCATGCGAGTGTTGAA

GTTCGGCGGTACATCAGTGGCAAATGCAGAACGTTTTCTGCGTGTTGCCGATATTCTGGAAAGCAATGCC

AGGCAGGGGCAGGTGGCCACCGTCCTCTCTGCCCCCGCCAAAATCACCAACCACCTGGTGGCGATGATTG

AAAAAACCATTAGCGGCCAGGATGCTTTACCCAATATCAGCGATGCCGAACGTATTTTTGCCGAACTTTT

GACGGGACTCGCCGCCGCCCAGCCGGGGTTCCCGCTGGCGCAATTGAAAACTTTCGTCGATCAGGAATTT

GCCCAAATAAAACATGTCCTGCATGGCATTAGTTTGTTGGGGCAGTGCCCGGATAGCATCAACGCTGCGC

TGATTTGCCGTGGCGAGAAAATGTCGATCGCCATTATGGCCGGCGTATTAGAAGCGCGCGGTCACAACGT

TACTGTTATCGATCCGGTCGAAAAACTGCTGGCAGTGGGGCATTACCTCGAATCTACCGTCGATATTGCT

GAGTCCACCCGCCGTATTGCGGCAAGCCGCATTCCGGCTGATCACATGGTGCTGATGGCAGGTTTCACCG

CCGGTAATGAAAAAGGCGAACTGGTGGTGCTTGGACGCAACGGTTCCGACTACTCTGCTGCGGTGCTGGC

TGCCTGTTTACGCGCCGATTGTTGCGAGATTTGGACGGACGTTGACGGGGTCTATACCTGCGACCCGCGT

CAGGTGCCCGATGCGAGGTTGTTGAAGTCGATGTCCTACCAGGAAGCGATGGAGCTTTCCTACTTCGGCG

CTAAAGTTCTTCACCCCCGCACCATTACCCCCATCGCCCAGTTCCAGATCCCTTGCCTGATTAAAAATAC

CGGAAATCCTCAAGCACCAGGTACGCTCATTGGTGCCAGCCGTGATGAAGACGAATTACCGGTCAAGGGC

ATTTCCAATCTGAATAACATGGCAATGTTCAGCGTTTCTGGTCCGGGGATGAAAGGGATGGTCGGCATGG

CGGCGCGCGTCTTTGCAGCGATGTCACGCGCCCGTATTTCCGTGGTGCTGATTACGCAATCATCTTCCGA

ATACAGCATCAGTTTCTGCGTTCCACAAAGCGACTGTGTGCGAGCTGAACGGGCAATGCAGGAAGAGTTC

TACCTGGAACTGAAAGAAGGCTTACTGGAGCCGCTGGCAGTGACGGAACGGCTGGCCATTATCTCGGTGG

TAGGTGATGGTATGCGCACCTTGCGTGGGATCTCGGCGAAATTCTTTGCCGCACTGGCCCGCGCCAATAT

CAACATTGTCGCCATTGCTCAGGGATCTTCTGAACGCTCAATCTCTGTCGTGGTAAATAACGATGATGCG

ACCACTGGCGTGCGCGTTACTCATCAGATGCTGTTCAATACCGATCAGGTTATCGAAGTGTTTGTGATTG

GCGTCGGTGGCGTTGGCGGTGCGCTGCTGGAGCAACTGAAGCGTCAGCAAAGCTGGCTGAAGAATAAACA

TATCGACTTACGTGTCTGCGGTGTTGCCAACTCGAAGGCTCTGCTCACCAATGTACATGGCCTTAATCTG

GAAAACTGGCAGGAAGAACTGGCGCAAGCCAAAGAGCCGTTTAATCTCGGGCGCTTAATTCGCCTCGTGA

AAGAATATCATCTGCTGAACCCGGTCATTGTTGACTGCACTTCCAGCCAGGCAGTGGCGGATCAATATGC

CGACTTCCTGCGCGAAGGTTTCCACGTTGTCACGCCGAACAAAAAGGCCAACACCTCGTCGATGGATTAC

TACCATCAGTTGCGTTATGCGGCGGAAAAATCGCGGCGTAAATTCCTCTATGACACCAACGTTGGGGCTG

GATTACCGGTTATTGAGAACCTGCAAAATCTGCTCAATGCAGGTGATGAATTGATGAAGTTCTCCGGCAT

TCTTTCTGGTTCGCTTTCTTATATCTTCGGCAAGTTAGACGAAGGCATGAGTTTCTCCGAGGCGACCACG

CTGGCGCGGGAAATGGGTTATACCGAACCGGACCCGCGAGATGATCTTTCTGGTATGGATGTGGCGCGTA

AACTATTGATTCTCGCTCGTGAAACGGGACGTGAACTGGAGCTGGCGGATATTGAAATTGAACCTGTGCT

GCCCGCAGAGTTTAACGCCGAGGGTGATGTTGCCGCTTTTATGGCGAATCTGTCACAACTCGACGATCTC

TTTGCCGCGCGCGTGGCGAAGGCCCGTGATGAAGGAAAAGTTTTGCGCTATGTTGGCAATATTGATGAAG

ATGGCGTCTGCCGCGTGAAGATTGCCGAAGTGGATGGTAATGATCCGCTGTTCAAAGTGAAAAATGGCGA

AAACGCCCTGGCCTTCTATAGCCACTATTATCAGCCGCTGCCGTTGGTACTGCGCGGATATGGTGCGGGC

AATGACGTTACAGCTGCCGGTGTCTTTGCTGATCTGCTACGTACCCTCTCATGGAAGTTAGGAGTCTGAC

ATGGTTAAAGTTTATGCCCCGGCTTCCAGTGCCAATATGAGCGTCGGGTTTGATGTGCTCGGGGCGGCGG

TGACACCTGTTGATGGTGCATTGCTCGGAGATGTAGTCACGGTTGAGGCGGCAGAGACATTCAGTCTCAA

GCAAGCCGTAACCCAGGGGTTGGGCAAAAATCAGGGGCTGTTTTTTCCGCACGACCTGCCGGAATTCAGC

                                        5.База данных EcoCyc

это биологическая база данных по бактерии Escherichia coli к-12. Проект EcoCyc осуществляет основанное на литературе кураторство генома E. coli, а также транскрипционной регуляции E. coli, транспортеров и метаболических путей. EcoCyc содержит письменные резюме генов E. coli, полученные из более чем 36 000 научных статей. EcoCyc - это также описание генома и клеточных сетей E. coli, которое помогает ученым проводить вычислительный анализ.

Объекты данных в базе данных EcoCyc описывают каждый ген E. coli и генный продукт. Объекты базы данных также описывают молекулярные взаимодействия, включая метаболические пути, транспортные события и регуляцию экспрессии генов. EcoCyc предоставляет несколько инструментов визуализации в масштабе генома, чтобы помочь в анализе данных omics, таких как окрашивание экспрессии генов или метаболомических данных в полную регуляторную сеть E. coli.

Доступ к EcoCyc можно получить через веб-сайт EcoCyc в виде набора загружаемых файлов и в сочетании с программным обеспечением Pathway Tools, которое может быть установлено локально на компьютерах Macintosh, PC/Windows и PC/Linux. Загружаемое программное обеспечение предоставляет возможности, которые выходят далеко за рамки веб-версии EcoCyc.

На протяжении многих десятилетий тысячи исследователей внесли свой вклад в экспериментальное изучение кишечной палочки. Учитывая его умеренный размер генома, который содержит примерно 4500 генов, легко предположить, что мы уже знаем большую часть того, что нужно знать о E. coli—ее гены, генные продукты и их функции, а также ее клеточный метаболизм и взаимодействие с окружающей средой. На самом деле, однако, многие аспекты биологии кишечной палочки все еще неизвестны; например, все еще существует ряд существенных генов неизвестной функции (например. Базовая Е. исследования кишечной палочки продолжают генерировать удивительные открытия, а новые экспериментальные методы позволяют исследователям заполнить пробелы в наших знаниях и решить давние загадки. Поскольку кишечная палочка служит образцовой бактерией для многих менее хорошо изученных организмов, новые открытия должны иметь широкое влияние. Одним из наиболее важных видов использования базы данных модельных организмов, таких как EcoCyc, является сбор и распространение как давних знаний, так и последних достижений в области исследований в легкодоступном формате. EcoCyc продолжает выполнять эту роль для E. исследовательское сообщество coli и его интеграция в коллекцию BioCyc, состоящую из тысяч специфичных для организма баз данных, обеспечивает простой способ поиска и сравнения ортологичных генов и метаболических путей в широком спектре организмов.

Штаммы Escherichia coli, использованные в этом исследовании, были получены из коллекций Национальной референс-лаборатории E. coli (NRL E. coli) Федерального института оценки риска (BfR) в Берлине, Германия, ассоциированного французского Национального Референс-центра E. coli при педиатрической больнице Robert-Debré в Париже (Франция) и французского агентства по пищевым продуктам, окружающей среде и охране труда (Anses) в Мезон-Альфоре, Франция.

Большинство изученных здесь штаммов относятся к ранее описанным коллекциям (Wullenweber et al., 1993; Beutin et al., 2004, 2007, 2016; Bidet et al., 2007; Bugarel и соавт., 2010; Мартин и Beutin, 2011). Штаммы E. coli, используемые для проверки специфичности анализов qPCR, включали, в частности, референтные штаммы E. coli, принадлежащие к серогруппам O1-O186 и H-типам H1-H56. Штаммы E. coli, несущие капсульный антиген K1 (Орсков и Орсков, 1984; Wullenweber et al., 1993; Беттельхайм и др., 2003) были использованы в качестве референтных штаммов для специфической ПЦР гена neuB в реальном времени.

Праймеры и зонды для ПЦР-анализа в реальном времени.

Target gene               Forward primer, reverse primer, and probe sequences (5′–3′)

wzyO1A                                                                                                                                                                                                                                                CCTTTTGTATTTTCTTTCTGGCTAGTG                                                                                                                                CGAATATTTTATCCGATGGCTTT 6FAM]- AGTCCCGGTCATTGCTTATCGAACTGC-[BHQ1]

wzxO1non-A                                                                                                                                                                                                                             AATCATTTGATGTCGGCATGTC                                                                                                              GATTTTTATACTTACATGGTGGATCGTATC                                                                                           [6FAM] -TCAGCTATACGCACTGGGCGTCCC-[BHQ1]

wzxO2                                                                                                                                                                                                                               GCCAAGTGCAAAGTTTAATCACAAT                                                                                                                            CTTGCCAATTTTCCGCAGTATAT  [6FAM]- CCTCTGCACCTGTAAGCACTGGCCTT-[BHQ1]

wzxO2-2 (CB11127)                                                                                                                                                                                              TCCGTTATATTTTGATGGCATTGA                                                                                                                                CCCTGTTACATTCCACCCTTCT [6FAM]-CAGCGCATTAGTTTTTCCACTTGCCTTG-[BHQ1]

wzxO2-3 (CB15123)                                                                                                                              CCACCACGGTGCACATTTAC                                                                                                              GGACAGGTACAAAGCCTAATGAATATT  [6FAM]-TTTCCCTTTACCTCCATCCCAATTTTCTGC-[BHQ1]

neuBK1                                                                                                                                                                                                                                      TCAATAGAACCTGATGAACTGAAACAT                                                                                                                   TCTGATCATTCTAGCGGGTTTTTATG [6FAM] –TTATTCCATAAGGCACCGCCGCAA – [BHQ1]

5.1.ПЦР-детекция и картирование генов о-антигена E. Coli

Данные о нуклеотидных последовательностях получены из ранее опубликованной последовательности липополисахаридных антигенов О1 и О2 (Li et al., 2010) и капсульный антиген К1 (Lu et al., 2011) кодирующие гены были использованы для разработки зондов TaqMan ® qPCR для специфического обнаружения штаммов E. coli, кодирующих О1 -, О2-и К1-антигены. Как некоторые из исследованных О1 и О2 штаммов не реагировали с wzyO1A и wzxO2 кпцр анализы, нуклеотидные последовательности о-антигена гены, кодирующие белки из четырех количественной ПЦР-негативных штаммов О1 (А47, CB11070, CB13533, и CB14293) и две количественной ПЦР-отрицательные штаммы О2 (CB11127 и CB15123) были определены (см. ниже). Был разработан qPCR для варианта гена wzx, присутствующего в штаммах O1 CB13533 и CB14293, и использован для дальнейшего типирования коллекции штаммов E. coli O1. Аналогичным образом были разработаны и использованы два qpcr для варианта wzx генов CB11127 и CB15123 для молекулярного типирования E. штаммы coli O2 (таблица (табл. 1).1). Зонды qPCR реального времени и праймеры, используемые в данной работе, были разработаны с использованием программного обеспечения Primer Express V3. 0 (Applied Biosystems) .

В режиме реального времени ПЦР проводили с ABI7500 инструмент (прикладные биосистемы, Фостер-Сити, Калифорния, США) в 25-мкл реакционного объема, легкий велосипедист 1536 (Рош Диагностика, Мелан, Франция) в 1,5-мкл реакционного объема или Биомарк (участвуйте, Южный Сан-Франциско, Калифорния, США) в nanofluidic формате в соответствии с рекомендациями поставщиков. Праймеры и зонды TaqMan использовались в конечной концентрации 300 Нм. Ко всем приборам применялся следующий двухэтапный тепловой профиль: активация фермента при 95°С в течение 1-10 мин (как рекомендуется в зависимости от используемого фермента), затем 40 циклов денатурации при 95°С и отжига при 60°С.

6.Заключение

  Сравнительный анализ молекулярно-генетических систем E. Coli и других объектов  позволил выявить многие гомологичные гены, оценить степень сходства геномов, а также высказать предположения о минимальной сложности гипотетической (а может быть, первичной?) клетки. Ясно, что для организации клетки необходим некоторый минимум молекулярных структур и процессов. Genitalium - 0.58 Мб, 470 генов. Путем сравнения геномов выявлено, что минимальная клетка, способная к автономной жизнедеятельности и самовоспроизведению, должна была бы содержать не менее 250-300 наиболее существенных генов. Группа японских исследователей [7] показала, что можно обеспечить все основные метаболические потребности клетки, трансляцию и репликацию РНК-генома в системе со 127 генами. Правда, при этом клетка должна быть лишена архива ДНК, репарационных и других важных систем защиты и помехоустойчивости, что делает ее эволюционно беззащитной.

7.Литература

1. Ратнер В.А. Концепция молекулярно-генети-ческих систем управления. Новосибирск: Наука, 1993. 120 с.

2. Ratner V.A., Zharkikh A.A., Kolchanov N.A. et al. Molecular Evolution. Berlin e.a.: Springer-Verlag, 1996. 433 p.

3. Сайт в INTERNET: http://ncbi.nlm.nih.gov/genbank/genomes.

4. Blattner F.R., Plunket III.G., Bloch C.A. et al. The Complete Genome Sequence of Escherichia coli K12 // Science. 1997. V. 277. P. 1453-1462.

5. Karp P.D., Riley M. EcoCyc: encyclo- pedia of E. coli genes and metabolism. http://ecocyc.PangeaSystems.com/ecocyc/ecocyc.html.

6. Ратнер В.А. Молекулярная генетика: принципы и механизмы. Новосибирск: Наука, 1983. 256 c.

7 . Tomita M. et al. A virtual cell with 127 genes // Proc. 1st Intern. Conf. "Bioinformatics of Genome Regulation and Structure (BGRS'98)", Novosibirsk: Inst. Cytol. Genet., 1998. V. 1. P. 97-99.

8 . haracterization of FosL1, a Plasmid-Encoded Fosfomycin Resistance Protein Identified in Escherichia coli. Kieffer N, et al. Antimicrob Agents Chemother 2020 Mar 24.

9 . Differential dynamics and impacts of prophages and plasmids on the pangenome and virulence factor repertoires of Shiga toxin-producing Escherichia coli O145:H28. Nakamura K, et al. Microb Genom 2020 Jan.

10 . McClung D.J., Calixto A., Mosera M.N., Kumar R., Neidle E.L., Elliott K.T. Novel heterologous bacterial system reveals enhanced susceptibility to DNA damage mediated by yqgF, a nearly ubiquitous and often essential gene. Microbiology. 2016;162:1808–1821. [PubMed] [Google Scholar]

11 . Keseler I.M., Mackie A., Peralta-Gil M., Santos-Zavaleta A., Gama-Castro S., Bonavides-Martinez C., Fulcher C., Huerta A.M., Kothari A., Krummenacker M., et al. EcoCyc: fusing model organism databases with systems biology. Nucleic Acids Res. 2013;41:D605–D612. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

12 . Karp P.D., Weaver D., Paley S., Fulcher C., Kubo A., Kothari A., Krummenacker M., Subhraveti P., Weerasinghe D., Gama-Castro S., et al. The EcoCyc database. EcoSal Plus. 2014;2014 [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

13 . Weaver D.S., Keseler I.M., Mackie A., Paulsen I.T., Karp P.D. A genome-scale metabolic flux model of Escherichia coli K-12 derived from the EcoCyc database. BMC Syst. Biol. 2014;8:79. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]