BIOINFORMATIKA��Genomo struktūra��aštuntoji pamoka
Genomo struktūra * Kam ir kaip reguliuoti genų veikimą? * Operonas * Prokariotų ir eukariotų struktūrų skirtumai
Genomo anotavimas su PROKKA pipeline
Iš ko sudaryta ląstelė?
Genomas – visa ląstelės DNR;
Transkriptomas – visa RNR;
Proteomas – visi ląstelės baltymai;
Metabolomas – metabolitai �arba „mažosios molekulės“;
Voronovo diagrama atvaizduoja E.Coli ląstelių
sausos masės cheminę sudėtį
Iš ko sudaryta ląstelė?
Genomas – tai tekstas, kaip jį skaityti?
Atviras skaitymo rėmelis (ORF) – DNR (iRNR) fragmentas tarp START ir STOP kodonų, tai potencialaus baltymo šifras.
Open reading frame (ORF ) – atviras skaitymo rėmelis
Escherichia coli DNR:
87.8% genomo – tai genai arba koduojanti DNR. Tai realūs (patvirtinti) arba hipotetiniai baltymai;
0.8% genomo – rRNR bei tRNR koduojantys genai;
11% genomo – reguliojanti DNR
0.7% genomo – (ne)aiškūs pasikartojimai.
Baltymų gamybą ląstelėse būtina reguliuoti:
Kam reikalinga reguliuojanti DNR?
Prokariotų genomo struktūra:
Laktozės operonas
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1965 was awarded jointly to François Jacob, André Lwoff and Jacques Monod "for their discoveries concerning genetic control of enzyme and virus synthesis"
Lac operono struktūra:
LacY - baltymas Beta-galactoside permease, membraninis transportinis baltymas, užtikrinantis laktozės pernešą į ląstelę;
LacZ – fermentas Lactase, katalizuojantis laktozės disaharido skaidymą į gliukozę ir galaktozę;
LacA – baltymas, kurio funkcija iki galo nėra nustatyta;
Promotorius - RNR polimerazės „prisikabinimo“ vieta, transkripcijos pradžios taškas (100 bp);
Operatorius – transkripcijos įjungimo / išjungimo seka;
Reguliatorius – genas lac-I koduoja baltymą-slopiklį (repressor proteine), kuris gali jungtis tarp promotoriaus ir operatoriaus, tokiu budu geba kontroliuoti jų aktyvumą.
LAC operonas – E. Coli bakterijų genomo funkcinis vienetas:
1 – RNR polimerazė, 2 – Baltymas reguliatorius, 3 - Promotorius, 4- Operatorius, 5- Laktozės molekulė, 6, 7, 8 – lacZ, lacY, lacA
Lac operonas moka „valdyti“ tokias situacijas:
Prokariotų ir eukariotų genomų struktūrų skirtumai:
Enhancer (stiprintuvas) – transkripciją stimuliuojanti seka
Represorius – transkripciją blokuojančio baltymo genas
Promotorius – RNR polimerazės „prisikabinimo“ vieta, transkripcijos pradžios taškas
Operatorius – Represoriaus baltymo prisikabinimo vieta
Terminatorius – transkripcijos pabaigą žyminti seka.
Operonas – kelių kartu veikiančių baltymų genai, valdomi bendru promotoriumi.
Laktozės operonas bioinformatikų akimis ☺
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/146575
Savarankiškas darbas:
Prokariotų genomo anotacija su PROKKA:
PROKKA komandos struktūra:
Prokka generuojamos bylos: