Que podemos nós aprender do Bandeja-Genoma?

Faixa clara a:

Certas décadas depois que o primeiro - a seqüência sempre genética de um organismo vivo foi compartilhada, bases de dados públicas contem várias centenas genomas bacterianos completos. Todavia, somente uma fracção pequena destas espécies de bactérias tem os genomas que foram arranjados em seqüência inteiramente.

A conclusão do estudo que revela este, é que cada um da espécie bacteriana, na teoria, estará descrita nunca inteiramente porque os genes novos serão adicionados continuamente ao genoma da espécie com cada seqüência genomic nova. Daqui, a melhor maneira de descrever uma espécie bacteriana é olhar o conceito do bandeja-genoma: compreendido de todos os genomas dispensáveis e do núcleo de uma espécie.

Que é o Bandeja-Genoma?

O bandeja-genoma caracteriza todas as variações genéticas e genes singulares dentro de uma única espécie. Este conceito original foi trazido à luz por Tettelin e outros, quando seis tensões do estreptococo agalactações foram arranjadas em seqüência.

Colônias do estreptococo agalactações das bactérias na placa do media de cultura. Crédito de imagem: Angellodeco/Shutterstock
Colônias do estreptococo agalactações das bactérias na placa do media de cultura. Crédito de imagem: Angellodeco/Shutterstock

As seqüências do DNS obtidas poderiam ser interpretadas como um genoma do núcleo (compartilhado por todos os isolados das agalactações do S.), que accountis para ao redor 80% do único genoma, assim como um genoma consumível que consiste em genes tensão-específicos e parcial-compartilhados. As avaliações deste estudo sugerem que o reservatório genético dentro do bandeja-genoma das agalactações do S. seja imenso, e que estes genes novos poderiam continuar a ser identificado mais.

Exemplos da análise do Bandeja-Genoma

O paracasei do lactobacilo é parte do microbiome animal e humano do intestino, e é usado conseqüentemente na indústria alimentar em produtos probióticos, ou como culturas começadas para outros produtos lácteos. Com o aumento no uso da alto-produção e do ADN barato que arranjam em seqüência métodos tornou-se praticável arranjar em seqüência uma variedade de tensões diferentes de uma única espécie, para determinar então seu bandeja-genoma. Em um estudo 2013, os genomas de 34 tensões separadas do paracasei do L. foram arranjados em seqüência, e a análise da genómica que compara cada tensão foi executada.

O índice do genoma e synteny foram analisados, com um foco no bandeja-genoma. Cada um dos genomas foi encontrado para conter aproximadamente 2.800 a 3.100 genes, assim como a análise comparativa que identifica bem sobre 4.200 grupos do ADN do ortholog que compreendem o bandeja-genoma desta espécie particular. Por volta de 1800 do ortholog os grupos compreendem o núcleo protegido do genoma. Uma variedade de factores que se usaram para ser ligados às interacções bioquímicas do anfitrião-micróbio, tais como a protease do pilha-envelope, o pilli, e as hidrolase p75 e p40. A capacidade para fazer a ramificar-corrente curto ácidos gordos todos foi encontrada esta presente no genoma do núcleo do paracasei do L., encontrou em todas as tensões escolhidas.

O variome (a parte do genoma que pode variar entre organismos), foi encontrado para consistir principalmente em fago hipotéticos, em proteínas, em elementos de transposon/conjugative, em plasmídeo, e em funções familiares (por exemplo, metabolismo do açúcar e proteínas CRISPR-associadas). A grandes variabilidade e variedade de gavetas genéticas da açúcar-utilização foram localizadas, com a cada um das tensões que têm entre 25 e 53 gavetas individuais, que reflectem a adaptação do paracasei do L. às ameias variadas. Uma árvore phylogenomic foi construída então, que fosse baseada nos índices totais do genoma junto com uma análise final de todos os eventos horizontais de transferência do gene. Concluiu-se que a adaptação destas tensões do paracasei do L. é um processo complexo.

Um outro estudo igualmente encontrou que o bandeja-genoma poderia ser usado como uma ferramenta nova para redefinir estas espécies patogénicos de bactérias. Isto foi aplicado então as espécies a bactérias de Escherichia Coli e de Shigella, que têm sido recentemente o assunto de alguma controvérsia com respeito a suas posições patogénicos e taxonomic.

Após ter escolhido as tensões específicas que são do interesse, seleccionaram então uma técnica experimental: como um método bioinformática-baseado ou um microarray. A técnica da bioinformática oferece servir das ferramentas dedicado e usos gerais. Usando estas análises, o estudo da bandeja-genómica pode dar tipos diferentes de dados, e aumenta então a compreensão e o conhecimento de uma espécie bacteriana.

Agrupando junto estes dados genomic, poderia ser possível redefinir mais tarde a espécie, para classificá-la construiu em cima em seu índice genomic do variome. Em uma situação onde “um bandeja-genoma infinito” existisse, como em Escherichia Coli, ou Prochlorococcus Marinus, poderia a re-classificação ser executada ainda? As definições de “espécies” foram decididas frequentemente em cima de usar métodos velhos e ferramentas. Adicionalmente, algumas espécies são não-homogêneas por natureza. Conseqüentemente, redefinir como uma espécie bacteriana é determinada analisando o bandeja-genoma pode ser algo que pode ser feito em um futuro próximo.

Fontes

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Last Updated: Oct 15, 2019

Written by

Phoebe Hinton-Sheley

Phoebe Hinton-Sheley has a B.Sc. (Class I Hons) in Microbiology from the University of Wolverhampton. Due to her background and interests, Phoebe mostly writes for the Life Sciences side of News-Medical, focussing on Microbiology and related techniques and diseases. However, she also enjoys writing about topics along the lines of Genetics, Molecular Biology, and Biochemistry.

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