مطالعه و بررسي خصوصيات ژنتيكي، فنوتيپي و رفتاري آركئي‌باكترها و يوباكترها

Study of genetics, phenotypic and behavioral properties of eubacteria and archaebacteria

زمینه و هدف: ژنوم باكتری‌ها از نظر توالی بازهای نوكلئوتیدی از تنوع قابل توجهی برخوردار است. با پیشرفت علم بیوانفورماتیك امكان مقایسه ژنومی ارگانیسم‌های زنده افزایش یافته است. پژوهش كنونی با هدف مقایسه خصوصیات ژنومی با خصوصیت دیگر مانند نوع تحرك، نوع تنفس و زیستگاه باكتری در آركئی‌باكترها و یوباكترها انجام شد. روش بررسی: در این مطالعه داده‌های ژنومی 286 گونه آركئی‌باكتر و 122 گونه یوباكتر از مركز ملی داده‌های زیست‌فناوری جمع‌آوری شد. این تعداد شامل تمامی باكتری‌های ثبت شده در این سایت می‌باشد كه از اردیبهشت تا تیر 1394 در تهران انجام گرفت. میانگین اندازه ژن، تعداد ژن، تعداد پروتیین و درصد C+G در دو گروه یوباكترها و آركئی‌باكترها با یكدیگر مقایسه شدند. ارتباط خصوصیات ژنومی با چندین خصوصیت دیگر مانند نوع تحرك، نوع تنفس و زیستگاه باكتری مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: ارتباط اندازه ژن، تعداد ژن، تعداد پروتیین و درصد C+G با خصوصیاتی مانند تحرك، تنفس و زیستگاه باكتری مورد بررسی قرار گرفت. بین اختلاف میانگین‌ها در دو گروه ارتباط معناداری وجود داشت (001/0P=). اندازه ژنوم در یوباكترها و آركئی‌باكترها ارتباط معناداری با خصوصیاتی مانند درصد C+G، تعداد پروتیین، تعداد ژن‌ها و زیستگاه باكتری داشت (001/0P=). بین اندازه ژنوم و متغیرهایی مانند تعداد سودوژن‌ها، تحرك و تنفس در یوباكترها ارتباط معنادار بود (001/0P=) اما در آركئی‌باكترها این ارتباط معنادار نبود (05/0P>). نتیجه‌گیری: ژنوم باكتری‌ها در طی تكامل دچار تغییرات شده كه این امر می‌تواند به كوچك شدن ژنوم و یا كسب برخی از ژن‌ها منجر گردد. این فرایند می‌تواند به كاهش تعداد پروتیین، كاهش درصد C+G و محدود ماندن زیستگاه باكتری منجر گردد.

Background: The genome of the bacteria has considerable diversity in terms of sequence of nucleotide bases and change over the time. With the advancement of bioinformatics science possibility of the vast comparison to living organisms has risen. During the last two decades many information about genome sequencing of pathogenic and non-pathogenic bacteria have been published. Using this information and to find connections between them and many phenotypic characteristics and behavior of bacteria could be used in many studies. In this study we compared some of the genetic, phenotypic and behavioral properties of archaebacteria and eubacteria. Methods: In this analytical study, genomic Information of 286 species of archaebacteria and 122 species of eubacteria were collected from the NCBI (National Center for Biotechnology Information) site which was conducted in April to June 2015. Mean of gene size, gene number, protein number and C+G content compared in the two groups of archaebacteria and eubacteria. Association of genomic characterization of bacteria with several other characteristics were analyzed using SPSS statistical software version 19 (Chicago, IL, USA). For this purpose, the Pearson correlation coefficient (Pearson), Student’s t-test and ANOVA test (One-way analysis of variance) was used. The P values less than 0.05 was considered as significant level. Results: There was significant association between means discrepancy in two group (P= 0.01). The genome size of eubacteria and archaebacteria have significant association with some of the characteristics of bacteria, such as the C+G content, the number of proteins, genes and habitats of the bacteria (P= 0.01). As well as there was significant association between genome size and features such as number of pseudogene, mobility and type of breathing in eubacteria (P= 0.01) but not in archaebacterial (P˃ 0.05). Conclusion: Many characteristics of eubacteria and archaebacteria are significantly associated with genomic properties. Comparison genomics of bacteria will help in identification of evolutionary origins as well as differences between different categories of bacterial.