Введение
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1. Сравнение нуклеотидных последовательностей 13
1.2. Организация генов углеводного метаболизма бактерий 20
1.3. Экспериментальная проверка предсказаний функций кассет генов 25
1.3.1 Выбор источника углевода у бактерий и регуляция работы соответствующих генов 25
1.3.2. Способы утилизации лактозы у бактерии Escherichia coli 29
1.3.3. Путь утилизации лактозы у бактерий класса Bacilli 31
1.3.4. Функции yih-кассеты Escherichia coli 32
Глава 2. Инструмент NSimScan для поиска удаленных сходств последовательностей ДНК 35
2.2. Алгоритм работы NSimScan 35
2.3. Методы оценки эффективности работы NSimScan 40
2.4. Результаты сравнения производительности NSimScan с другими инструментами 42
2.5. Применение NSimScan в научных исследованиях 45
2.6. Заключение 46
Глава 3. Организация генов углеводного метаболизма бактерий 47
3.1. Материалы и методы 47
3.1.1. Геномы и гены 47
3.1.2. Классификация генов углеводного метаболизма бактерий 47
3.1.3. Определение кассет генов и их анализ 51
3.1.4. Анализ ко-локализационных особенностей функциональных классов 52
3.1.5. Анализ ко-локализационных особенностей кластеров COG 53
3.1.6. Сравнение последовательностей генов 54
3.2. Результаты и обсуждение 54
3.2.1. Склонность генов к ко-локализации и разнообразие кассет генов 54
3.2.2. Склонность генов разных функциональных классов и кластеров COG к формированию кассет 58
3.2.3. Склонность генов разных бактериальных классов к формированию кассет 61
3.2.4. Функциональный состав кассет генов углеводного метаболизма 63
3.2.5. Попарные ко-локализационные тенденции представителей разных функциональных классов 64
3.2.6. Попарные ко-локализационные тенденции кластеров COG 68
3.2.7. Попарные ко-локализационные тенденции представителей одних и тех же функциональных классов 70
3.2.8. Роль событий локальной дупликации и образования ксенологов и псевдопаралогов в ко-локализации генов сходных функций 72
3.2.9. Эволюционное значение попарной ко-локализации представителей одного функционального класса 74
3.3. Заключение 75
Глава 4. Участие yih-кассеты Escherichia coli в катаболизме лактозы 78
4.1. Сравнительный анализ консервативных кассет и экспериментальная задача для проверки функционального предсказания 78
4.2. Методы 80
4.2.1. Штаммы, плазмиды и выращивание культур 80
4.2.2. Выделение белка cAMP-CRP 81
4.2.3. Картирование промоторов 82
4.2.4. Поиск сайтов связывания факторов транскрипции 83
4.2.5. Электрофорез с задержкой в геле 84
4.2.6. Количественная ПЦР 86
4.3. Результаты и обсуждение 86
4.3.1. Сходство кассет Enterobacteriaceae и Bacilli 86
4.3.2. Промоторные области yih-кассеты Escherichia coli 88
4.3.3. Экспрессия генов во время роста культуры на разных источниках углерода 92
4.3.4. Роль транскрипционных факторов cAMP-CRP и YihW в регуляции транскрипции yih-кассеты 94
4.3.6. Заключение 103
Выводы 105
Список литературы 106
Приложения 115
Приложение А 115
Приложение Б 130
Приложение В 140
Приложение Г 145
