СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
Актуальность темы исследования 5
Степень разработанности темы 5
Научная новизна 6
Теоретическая и практическая значимость работы 7
Методология и методы исследования 7
Вклад автора 8
Основные положения, выносимые на защиту 8
Степень достоверности и апробация результатов 8
Апробация работы 9
Публикации по теме исследования 9
Объем и структура работы 9
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ГЕНОМА ДРОЖЖЕЙ 10
1.1.1 Отдельные представители дрожжей и их роль в экологии и жизни человека 10
1.1.2 Изучение генома дрожжей 11
1.1.3 Основные черты эволюции дрожжевого генома 14
1.1.4 Адаптивная роль структурных изменений в геноме дрожжей. 16
1.1.4.1 Хромосомные перестройки и анеуплоидии 16
1.1.4.2 Амплификация генов 18
1.1.4.3 Нарушение сегрегации плазмид 19
1.1.4.4 Изменение числа копий митохондриальной ДНК 21
1.2 ТЕРМИНАЦИЯ ТРАНСЛЯЦИИ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ У ДРОЖЖЕЙ
S. CEREVISIAE 24
1.2.1 Рибосома как ключевой компонент трансляционного аппарата клетки 24
1.2.2 Общая схема трансляции 26
1.2.3 Факторы терминации трансляции, структура, механизмы
функционирования, особенности 26
1.2.3.1 Структура и функции факторов терминации у прокариот 27
1.2.3.2 Механизм функционирования прокариотических факторов
терминации трансляции 29
1.2.3.3 Структура и функции факторов терминации у эукариот 30
1.2.3.4 Механизм функционирования эукариотических факторов
терминации трансляции 33
1.2.3.5 Особенности структуры и функций факторов терминации трансляции
у дрожжей S. cerevisiae 37
1.2.3.6 Специфика взаимодействия факторов терминации трансляции у
дрожжей с другими белками 39
1.2.3.7 Мутанты по генам SUP45 и SUP35, кодирующим факторы терминации
трансляции, как модель для изучения вариабельности генома дрожжей 41
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 45
2
2.1. Штаммы микроорганизмов. 45
2.2. Среды и условия культивирования 47
2.3. Плазмиды 47
2.4. Генетические и микробиологические методы 48
2.5. Анализ инвазивного роста 49
2.6. Молекулярно-биологические методы 49
2.6.1. Праймеры, использованные в работе 49
2.6.2.ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) 51
2.6.3 Выделение геномной ДНК из клеток дрожжей с помощью смеси фенола и
хлороформа 52
2.6.4 Полногеномное секвенирование 53
2.6.5 Выделение РНК из клеток и получение кДНК 55
2.6.6 Секвенирование транскриптома (RNA-seq) 55
2.7. Биоинформатический анализ данных 56
2.7.1. Сборка геномов штаммов U-1А-D1628 и 74-D694 56
2.7.2 Анализ генетических различий в штаммах, несущих различные аллели sup45-n
или sup35-n 56
2.7.3 Анализ дифференциальной экспрессии генов 57
3. РЕЗУЛЬТАТЫ 59
3.1 Cборка геномов штаммов U-1А-D1628 и 74-D694 59
3.2 Сравнительный анализ генома штамма U-1А-D1628, 74-D694 и
референсного штамма дрожжей S288C 62
3.3 Анализ однонуклеотидных вариаций в клетках, несущих мутантные
аллели sup45-n и sup35-n 68
3.4 Оценка изменений копийности плазмид, несущих мутантные аллели
sup45-n и sup35-n 71
3.5 Количественный анализ митохондриальной ДНК у нонсенс-мутантов
sup45-n и sup35-n дрожжей S. cerevisiae 80
3.6 Анализ генетических факторов, способствующих выживанию клеток
дрожжей, несущих мутантные аллели sup45-n и sup35-n в качестве
единственной хромосомной копии SUP45 или SUP45 83
3.7 Анализ ответа дрожжевых клеток на присутствие мутантных аллелей sup45-n
и sup35-n на уровне транскриптома 86
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 99
4.1 Адаптивная роль амплификации генов факторов терминации трансляции 99
4.2 Адаптивная роль изменений генома, не затрагивающих гены
SUP45 и SUP35. 102
4.3 Потенциальные механизмы возникновения адаптивных изменений числа
копий генов SUP45 и SUP35 104
5. ВЫВОДЫ: 111
6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 112
БЛАГОДАРНОСТИ 132
