Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова Факультет Биоинженерии и Биоинформатики
Скачать 298.86 Kb.
|
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова Факультет Биоинженерии и Биоинформатики Изучение регуляции азотофиксации в различных видах архебактерийКурсовая студентки второго курса Цыгановой Марины Тьюторы: Герасимова А.В., Равчеев Д.А. Супервайзер: д.б.н. проф. Гельфанд М.С. Москва, 2004 Введение Изучение прокариотических организмов на молекулярно-биологическом уровне имеет важное практическое и теоретическое значение. Сейчас активно ведутся работы по исследованию малоизученной группы организмов, архебактерий. О ее существовании стало известно в 1977 году, и уже к 1978 было предложено выделить этих организмов в новый домен, то есть определить их как третью форму жизни. Расхождение трех основных эволюционных линий произошло на ранних этапах развития жизни (Doolittle and Brown, 1994). При этом эубактерии, скорее всего, отделились от общей ветви до расхождения архей и эукариот, которые в своей истории имели значительный период совместного развития. В связи с этим археи и эубактерии схожи по морфологической организации клетки и по многообразию метаболических и физиологических процессов, но на уровне организации транскрипции и трансляции археи проявляют большее сходство с эукариотами. Так, РНК-полимераза архей подобна таковой у эукариот. Таким образом, археи совмещают в себе как признаки эубактерий, так и признаки эукариот, но, в тоже время, обладают уникальными свойствами, многие из которых позволяют этим организмам жить и развиваться в разнообразных, в том числе и экстремальных условиях. Археи имеют чрезвычайно маленький геном и являются единственными живыми организмами, производящими метан, как продукт метаболизма. Своеобразны и некоторые особенности строения архебактерий. Так, археи не имеют муреина в клеточной стенке, а гидрофобные цепи фосфолипидов одной стороны бислоя мембраны связаны при помощи эфирных связей с соответствующими гидрофобными участками противоположной стороны (Bell and Jackson, 1998). Однако, несмотря на то, что эти факты уже известны, архебактерии остаются весьма малоизученной группой. Как известно, экспериментальное изучение регуляции представляет собой очень трудоемкий процесс. Поэтому в настоящее время активно разрабатываются и применяются теоретические методы анализа. Так, в случае архей классические экспериментальные методы зачастую не могут быть применены. Причиной являются экстремальные условия обитания многих видов архей, которые трудно воспроизвести в лабораторных условиях. Теоретические же методы позволяют проводить исследования на основе уже известных генетических последовательностей. И значительно облегчают процесс аннотации геномной последовательности. В связи с успешным применением биоинформатических методов в отношении бактериальных геномов (Mironov et al., 1999) возник вопрос о возможности использования подобных стратегий в отношении и другой группы прокариотических организмов, архей . Детальный анализ белков, кодируемых в полных геномах архей привел к предсказанию некоторого числа белков, имеющих строение типа спираль-поворот-спираль, аналогичных регуляторам у бактерий (Aravind and Koonin, 1999).Также было установлено несколько групп совместно регулируемых генов и соответствующие им регуляторные сигналы. Одной из изучаемых систем стала система регуляции азотофиксации (Gelfand et al., 2000). Под азотофиксацией понимается процесс включения аммония в состав органических соединений организма. Первичными продуктами усвоения аммония, поступившего извне, являются глутамин и глутамат. Прямо или опосредованно они предоставляют азот всем азотсодержащим соединениям клетки. Реакция образования глутамина из глутамата, собственно включение молекулы аммония, регулируется ферментом глутамин-синтетазой. Данная реакция сопряжена с расщеплением АТФ и требует присутствия ионов магния (Рис.1). Некоторые бактерии и археи способны также фиксировать молекулярный азот, превращая его в аммоний с последующим включением в соединения организма (Рис. 2). Процесс шестиэлектронного восстановления молекулярного азота в аммиак, катализируется ферментом нитрогеназой. Нитрогеназная система включает в себя два компонента: железосодержащий белок, имеющий активный железосерный [Fe4S4]-центр, и белок, включающий железомолибденовый (FeMo) кофактор (Dixon and Kahn, 2004). Кроме того, существуют молибден-независимые нитогеназы, кофактор которых вместо молибдена содержит ванадий или не содержит ни одного из этих металлов. Оба типа таких альтернативных нитрогеназ были обнаружены в организме Methnosarcina acetivorans (Kessler et al.,1996). |
Похожие:
 | РФ, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Московский физико-технический институт (государственный университет),... | | РФ, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Московский физико-технический институт (государственный университет),... |
 | Формирование и контроль навыков и умений письма в отечественной и зарубежной методиках | | Формирование и контроль навыков и умений письма в отечественной и зарубежной методиках |
| Аспирант (с октября 2011) Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова, Механико-математический факультет, отделение... | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования московский государственный университет |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования московский государственный университет | | Доктор юридических наук, профессор кафедры предпринимательского права юридического факультета фгоу впо «Московский государственный... |
| Фгбоу во «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте рф» (ранхиГС) | | Московский Государственный Открытый Педагогический Университет им. Шолохова, факультет «Иностранных языков», специальность «Учитель... |