Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.5.Bakterieiarcheonywdobiemetagenomiki
15
Wdobiegenomikisekwencjonowaniegeno-
mówbakteriiiarcheonówstałosięogólnodostęp-
ne,cospowodowałozwiększenieilościdanych
deponowanychwNCBI,atymsamymmożliwe
stałosięprzeprowadzaniekompleksowychanaliz
porównawczychgenomówikonstrukcjadrzew-
logenetycznychwskaligenomowej(tzw.drzew
filogenomicznych).Wcelukonstrukcjitakiego
drzewaidentyfikowanegenytworzącekonser-
wowanyrdzeń(ang.backbone)analizowanych
genomów.Warunkiemzaliczeniadanegogenudo
grupygenówrdzeniowychjestobecnośćjegoho-
mologuwewszystkichanalizowanychgenomach.
Powytypowaniugenówkonserwowanych,prze-
prowadzasięichanalizęwsposóbanalogicznydo
technikiMLST,przyczymsymultanicznietu
analizowanezwyklesetkigenów.Pootrzymaniu
konkatamerówsekwencjiDNAwykonujesięich
porównanie,anastępniekonstruujedrzewofilo-
genomiczne,któreznacznielepiejodzwierciedla
wzajemnerelacjefilogenetycznepomiędzyanali-
zowanymiorganizmami,niżdrzewazbudowanena
podstawiepojedynczegogenumarkerowego.
1.4.3.Analizaporównawczabiałek
Sekwencjaaminokwasowabiałekuprokariotów
oddajewsposóbbardziejbezpośredniniżueuka-
riotówsekwencjęmRNA,atazkoleisekwencję
nukleotydowągenówkodującychtebiałka.Ztego
względuporównywaniebiałekzróżnychbakterii
dostarczainformacjiprzydatnychwichtaksono-
miiifilogenezie.Jestwieledrógprzeprowadzania
takichporównań,zktórychnajbardziejbezpośred-
niatoporównywaniesekwencjiaminokwasowej.
Największąwartośćtaksonomicznąmaporówny-
waniesekwencjibiałekpełniącychwróżnychor-
ganizmachjednakowefunkcje;jeżelisekwencjete
podobne,możemywnioskowaćobliskimpokre-
wieństwiefilogenetycznymwytwarzającychjeor-
ganizmów.Najczęściejwanaliziefilogenetycznej
wykorzystujesiędanedotyczącesekwencjicyto-
chromówiinnychbiałekłańcuchaoddechowego,
białekuczestniczącychwtranskrypcjiitranslacji,
białekszokucieplnego,atakżewieluenzymów
metabolicznych.Ponieważsekwencjonowaniebia-
łekjestdrogieiczasochłonne(wporównaniuzse-
kwencjonowaniemkwasównukleinowych),stosuje
sięjedocelówtaksonomicznychraczejwyjątkowo.
Powszechnejestnatomiastporównywaniesekwen-
cjiaminokwasowychwynikającychzsekwencji
nukleotydowejgenów,np.wcelunodnalezienia”
fizjologicznejroliproduktównowozidentyfikowa-
nychramekodczytu.
Dużąpopularnościącieszysięteżelektrofo-
retycznaanalizaizoenzymów(MEE,ang.mul-
tilocusenzymeelectrophoresis).Wmetodzietej,
zamiastbadaniacałejpulibiałekkomórkowych,
porównujesięszczepy,analizującruchliwośćelek-
troforetycznąwybranegoenzymu(ów)badanej
bakteriizrównoważnymienzymami,izolowany-
mizpotencjalniespokrewnionychgatunków(są
totzw.zymogramy).Enzymymusząbyćizolo-
wanewsposóbzachowującyichaktywność,gdyż
identyfikujesięjewżelu,stosującspecyficzne
substraty,zktórymireagują(przeprowadzającnp.
określonąreakcjębarwną).Metodatapozwalateż
bezpośredniowykazaćwpływ,dokonanychprzez
eksperymentatora,zaplanowanychzmianwróż-
nychregionachsekwencjikodującejnaaktywność
produktugenu.
1i5iBAKTERIEIARCHEONYWDOBIE
METAGENOMIKI
Przyjmujesię,żejesteśmywstaniezpowodzeniem
hodowaćzaledwieokoło1%bakterii.Wodniesie-
niudoarcheonówtaliczbajestjeszczemniejsza.
Wtejsytuacjipojawiasiępytanie,cozpozostały-
mimikroorganizmami.Ichanalizystałysięmoż-
liwedziękirozwojowimetagenomiki,którajest
technikąbadaniamikroorganizmów,nieuzależnio-
odichhodowli,atymsamympozwalanaiden-
tyfikacjęicharakterystykęgenomicznąogromnej
liczbyniepoznanychdotychczasgatunkóworaz
rodzajówprokariotów.
Metagenomika,zwanateżgenomikąśrodo-
wiskową,poleganasekwencjonowaniuDNApo-
zyskiwanegobezpośrednioześrodowiska,ana-
stępniekompleksowejanaliziebioinformatycznej
uzyskanychdanych.Zasadniczoprzyjmujesię,że
badaniametagenomicznemajądwapodstawowe
cele,tj.(a)analizęróżnorodnościmikroorgani-
zmówzasiedlającychdanąniszęekologicznąoraz
(b)analizęichpotencjaługenetycznegoifizjolo-
gicznego,cosprowadzasiędoidentyfikacjigenów
iprzypisaniaimfunkcji.
Strategiabadańmetagenomicznychmożebyć
bardzoróżna.Często,wceluzbadaniaróżno-
rodnościmikrobiologicznejdanegośrodowiska,
przygotowujesiętzw.amplikony,czyliprodukty