Задача является частью проекта группы рнп (проф. Копылов А. М.) по изучению регуляции биогенеза бактериальных рибосом
жүктеу/скачать 73 Kb.
|
| 010208
Биоинформатика с элементами программирования «Структурно-функциональная аннотация стрептомицинового оперона эубактерий» Студенческая задача является частью проекта группы РНП (проф. Копылов А.М.) по изучению регуляции биогенеза бактериальных рибосом. В последнее время большое внимание уделяется изучению явления устойчивости бактерий к антибиотикам, т.к. это представляет большой экономический и социальный интерес. Появление устойчивости микроорганизмов к медицинским препаратам – это быстро растущая угроза распространения инфекционных заболеваний. Эта проблема тесно примыкает к вопросам борьбы с биотерроризмом. Биогенез рибосом – это очень затратный процесс для клетки, поэтому его можно использовать как мишень для создания новых мощных антимикробных препаратов. Большинство известных антибиотиков блокируют работу рибосомы. В отличие от этого, возможна разработка подходов, основанных на блокировании биогенеза самой рибосомы. Биогенез рибосом регулируется с помощью РНК-белковых взаимодействий. Некоторые рибосомные белки, включая белок S7 малой субчастицы рибосом, являются ключевыми для сборки рибосомы и блокируют трансляцию собственных мРНК. Белок S7 контролирует биогенез малой субчастицы рибосомы участвуя в сборке основного 3'-концевого домена 16S рРНК, а также регулирует трансляцию стрептомицинового (str) оперона, в котором закодированы рибосомные белки S12, S7 и факторы трансляции EF-G и EF-Tu. Хромосомные мутации по белку S12 приводят к появлению устойчивости к широко используемому антибиотику – стрептомицину, отсюда и название - str оперон. Программы национального масштаба по изучению этого оперона и его мутаций существуют в США и Японии. Работа str оперона регулируется вторым геном - rpsG (кодирует белок S7). В клетках кишечной палочки (E. coli) S7 связывается с межцистронным районом мРНК и блокирует сопряженную трансляцию белков S12 и S7. Экспрессия белка S12, по-видимому, не подвержена строгой регуляции, цистрон S12 может мутировать, что приводит к возникновению хромосомной устойчивости к стрептомицину. В отличие от плазмидной устойчивости к антибиотику, хромосомный признак не теряется при размножении бактерий, т.е. такие бактерии представляют большую опасность. Проведенная тюторами предварительная биоинформатическая аннотация известных геномов бактерий выявила три типа str оперонов в зависимости от размера межцистронного района S12-S7. Первый тип – небольшой межцистронный район или его отсутствие, например у Mycobacterium tuberculosis, Streptococcus pneumoniae и Streptomyces coelicolor. Второй тип – средний размер межцистронного района, например у семейства Bacillus. Третий тип – протяженный межцистронный район у E. coli и Salmonella typhimurium. Уже из приведенных примеров видно, что в работе будут изучаться геномы важных для медицины бактерий – таких, как микобактерии туберкулеза, стрептококки пневмонии, сальмонеллы, бациллы, а также бактериальные продуценты практически важных метаболитов, включая антибиотики. Предполагается, что студент проведет системный анализ структуры str оперонов для эубактерий с известным геномом из международной базы данных Национального института биоинформатики США (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/), аннотирует известные примеры str оперонов и выявит основные закономерности их структуры. По результатам работы возможна публикация. жүктеу/скачать 73 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|