Komórki bakterii wyposażone są w różnorodne mechanizmy

advertisement
Nr wniosku: 204928, nr raportu: 19124. Kierownik (z rap.): mgr inż. Magdalena Anna Machnicka
Komórki bakterii wyposażone są w różnorodne mechanizmy pozwalające im bronić się przed
wnikającym obcym DNA. Jednym z takich mechanizmów jest działanie tak zwanych enzymów
restrykcyjnych – białek, które potrafią rozpoznać obcy DNA, pochodzący spoza własnej komórki,
a następnie zniszczyć ten obcy DNA przez enzymatyczne pocięcie go na fragmenty. Podczas
realizacji niniejszego projektu przeprowadzono bioinformatyczną analizę białek z rodziny GmrSD.
Białka te reprezentują szczególny rodzaj enzymów restrykcyjnych. Posiadają one zdolność
rozpoznawania i przecinania DNA, który zawiera niestandardowe reszty nukleotydowe
charakterystyczne dla pewnej grupy wirusów atakujących bakterie. Funkcjonalne białko GmrSD
składa się z dwóch elementów funkcjonalnych (domen) – GmrS i GmrD, których znaczenie dla
mechanizmu działania całego białka nie było do tej pory znane.
Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że białka z rodziny GmrSD są rozpowszechnione wśród
bakterii. Stwierdzono również, że domeny GmrS i GmrD są najczęściej połączone w jedną
cząsteczkę białka, natomiast bardzo rzadko występują jako oddzielne białka, które łącząc się ze
sobą mogą tworzyć funkcjonalny system GmrSD. Na podstawie komputerowej analizy sekwencji
białek i przewidywania ich struktury stwierdzono, że domena GmrS wykazuje podobieństwo do
białek z rodziny sulfiredoksyn. Na tej podstawie wskazano rejon tej domeny, który może być
odpowiedzialny za wiązanie trójfosforanów nukleozydów oraz cięcie DNA. Podobna analiza
wykonana dla domeny GmrD pokazała, że jest ona podobna do endonukleaz HNH – jednej ze
znanych rodzin enzymów tnących DNA. Dla domeny GmrD również przewidziano rejon
odpowiedzialny za cięcie DNA.
Innym aspektem biologii systemu GmrSD, który został zbadany podczas realizacji tego projektu,
była hipoteza dotycząca lokalizacji genów kodujących białka GmrSD w szczególnych rejonach
genomów bakteryjnych zwanych „wyspami obrony”. Rejony te są bogate w geny kodujące
różnorodne mechanizmy pozwalające bakteriom bronić się przed wnikającym do komórek obcym
DNA. Stwierdzono, że geny kodujące białka GmrSD rzeczywiście sąsiadują z genami kodującymi
inne mechanizmy obronne, więc wchodzą w skład „wysp obrony”.
Przeprowadzono również rekonstrukcję filogenetyczną dla domen GmrS i GmrD. Na jej podstawie
wywnioskowano, że domeny te koewoluowały, co oznacza, że pary domen GmrS i GmrD tworzą
wzajemnie „kompatybilne” komplety, i ich odpowiednie dobranie prawdopodobnie warunkuje
funkcjonalność enzymu.
Badania przeprowadzone podczas realizacji tego projektu zwiększyły naszą wiedzę na temat
mechanizmów obrony bakterii przed bakteriofagami oraz na temat sposobów funkcjonowania
enzymów restrykcyjnych, a w szerszej perspektywie ogólnie białek oddziałujących z DNA. Badania
podstawowe w tych dziedzinach nie tylko poszerzają wiedzę o biologii bakterii, ale mogą
w przyszłości mieć wpływ na rozwój nowych narzędzi biologii molekularnej lub
biotechnologicznego wykorzystania bakterii.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards