Large gene overlaps in prokaryotic genomes: result of functional constraints or mispredictions?

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Across the fully sequenced microbial genomes there are thousands of examples of overlapping genes. Many of these are only a few nucleotides long and are thought to function by permitting the coordinated regulation of gene expression. However, there should also be selective pressure against long overlaps, as the existence of overlapping reading frames increases the risk of deleterious mutations. Here we examine the longest overlaps and assess whether they are the product of special functional constraints or of erroneous annotation.</p> <p>Results</p> <p>We analysed the genes that overlap by 60 bps or more among 338 fully-sequenced prokaryotic genomes. The likely functional significance of an overlap was determined by comparing each of the genes to its respective orthologs. If a gene showed a significantly different length from its orthologs it was considered unlikely to be functional and therefore the result of an error either in sequencing or gene prediction. Focusing on 715 co-directional overlaps longer than 60 bps, we classified the erroneous ones into five categories: i) 5'-end extension of the downstream gene due to either a mispredicted start codon or a frameshift at 5'-end of the gene (409 overlaps), ii) fragmentation of a gene caused by a frameshift (163), iii) 3'-end extension of the upstream gene due to either a frameshift at 3'-end of a gene or point mutation at the stop codon (68), iv) Redundant gene predictions (4), v) 5' & 3'-end extension which is a combination of i) and iii) (71). We also studied 75 divergent overlaps that could be classified as misannotations of group i). Nevertheless we found some convergent long overlaps (54) that might be true overlaps, although an important part of convergent overlaps could be classified as group iii) (124).</p> <p>Conclusion</p> <p>Among the 968 overlaps larger than 60 bps which we analysed, we did not find a single real one among the co-directional and divergent orientations and concluded that there had been an excessive number of misannotations. Only convergent orientation seems to permit some long overlaps, although convergent overlaps are also hampered by misannotations. We propose a simple rule to flag these erroneous gene length predictions to facilitate automatic annotation.</p

PairWise Neighbours database: overlaps and spacers among prokaryote genomes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Although prokaryotes live in a variety of habitats and possess different metabolic and genomic complexity, they have several genomic architectural features in common. The overlapping genes are a common feature of the prokaryote genomes. The overlapping lengths tend to be short because as the overlaps become longer they have more risk of deleterious mutations. The spacers between genes tend to be short too because of the tendency to reduce the non coding DNA among prokaryotes. However they must be long enough to maintain essential regulatory signals such as the Shine-Dalgarno (SD) sequence, which is responsible of an efficient translation.</p> <p>Description</p> <p>PairWise Neighbours is an interactive and intuitive database used for retrieving information about the spacers and overlapping genes among bacterial and archaeal genomes. It contains 1,956,294 gene pairs from 678 fully sequenced prokaryote genomes and is freely available at the URL <url>http://genomes.urv.cat/pwneigh</url>. This database provides information about the overlaps and their conservation across species. Furthermore, it allows the wide analysis of the intergenic regions providing useful information such as the location and strength of the SD sequence.</p> <p>Conclusion</p> <p>There are experiments and bioinformatic analysis that rely on correct annotations of the initiation site. Therefore, a database that studies the overlaps and spacers among prokaryotes appears to be desirable. PairWise Neighbours database permits the reliability analysis of the overlapping structures and the study of the SD presence and location among the adjacent genes, which may help to check the annotation of the initiation sites.</p

Control de producción de una texturadora

La siguiente memoria detalla la realización de un sistema de adquisición de datos y software de supervisión de una máquina textil, en concreto, de una texturadora que produce bobinas de hilo. El objetivo principal es proveer de un programa de control de producción hecho a medida, a las máquinas texturadoras que carezcan de ello, debido a su antigüedad sin dejar de mirar la posible integración con las nuevas máquinas y tener un control completo de la planta textil. Para alcanzar el objetivo deberemos recoger la información de los sensores, que nos dan el estado de las bobinas de hilo, y registrarlos en una base de datos. Para la realización de esto se reutilizaran dispositivos que ya estaban instalados en la máquina como sensores, placas electrónicas y actuadores. También se ha creado un sistema de mulltiplexación de entradas y salidas gracias a un autómata Omron y a su programación. Por otra parte, se desarrollarán distintas aplicaciones para que nuestra solución final sea más flexible. Se implementará una aplicación que se comunicará con el autómata, otra que registrará los estados recogidos por la anterior visualizándolos por pantalla y una última para poder visualizar el estado de la máquina de manera remota mediante la red local. Para implementar las aplicaciones utilizaremos el entorno de desarrollo Visual Studio.NET 2003 y SQL Server 2000 (MSDE) como base de datos. La comprobación de que el sistema funciona se realizará mediante un pequeño prototipo que simulará el funcionamiento básico anteriormente comentado. El proyecto, tenemos que decir, que es real y está en funcionamiento con mejoras considerables en el apartado de informes históricos y control de presencia en la empresa Defiber,s.a

Control de producción de una texturadora

La siguiente memoria detalla la realización de un sistema de adquisición de datos y software de supervisión de una máquina textil, en concreto, de una texturadora que produce bobinas de hilo. El objetivo principal es proveer de un programa de control de producción hecho a medida, a las máquinas texturadoras que carezcan de ello, debido a su antigüedad sin dejar de mirar la posible integración con las nuevas máquinas y tener un control completo de la planta textil. Para alcanzar el objetivo deberemos recoger la información de los sensores, que nos dan el estado de las bobinas de hilo, y registrarlos en una base de datos. Para la realización de esto se reutilizaran dispositivos que ya estaban instalados en la máquina como sensores, placas electrónicas y actuadores. También se ha creado un sistema de mulltiplexación de entradas y salidas gracias a un autómata Omron y a su programación. Por otra parte, se desarrollarán distintas aplicaciones para que nuestra solución final sea más flexible. Se implementará una aplicación que se comunicará con el autómata, otra que registrará los estados recogidos por la anterior visualizándolos por pantalla y una última para poder visualizar el estado de la máquina de manera remota mediante la red local. Para implementar las aplicaciones utilizaremos el entorno de desarrollo Visual Studio.NET 2003 y SQL Server 2000 (MSDE) como base de datos. La comprobación de que el sistema funciona se realizará mediante un pequeño prototipo que simulará el funcionamiento básico anteriormente comentado. El proyecto, tenemos que decir, que es real y está en funcionamiento con mejoras considerables en el apartado de informes históricos y control de presencia en la empresa Defiber,s.a

Computational insights into intergenic regions and overlapping genes among prokaryote genomes

Computational Insights into Intergenic Regions and Overlapping Genes among Prokaryote GenomesAlthough prokaryote organisms live in a huge variety of habitats, they have architectural features in common. In this thesis we analyze the intergenic regions and the overlaps between genes among the prokaryote genomes.Although the DNA compositional analysis brings us near to the origin of replication, alternative analyses are required in order to achieve better predictions. The overlaps between prokaryote genes tend to be short and they arise according to the structure of the genetic code. Furthermore, there is a selective pressure against the long ones. As longer is an overlap there is more risk of a deleterious mutation that can affect two proteins of the cell. We detected that the overlaps longer than 60 bps are due to sequencing or annotation errors. Regarding the intergenic regions we found that the presence of a regulatory signal such as the Shine-Dalgarno sequence (responsible of an efficient translation of the mRNA to protein) can influence the length of this regions and the stop codon usage of the previous genes. Finally, we developed the PairWise Neighbours database ( http://genomes.urv.cat/pwneigh/ ) which permits the study of the overlaps and its conservation across the species, as well as the SD presence within the intergenic regions.Albert Pallejà CaroDepartament de Bioquímica i BiotecnologiaUniversitat Rovira i VirgiliCampus Sesceladesc/Marcel·lí Domingo, s/n43007 Tarragona - CatalunyaComputational Insights into Intergenic Regions and Overlapping Genes among Prokaryote GenomesTot i la gran varietat d'estils de vida de les espècies bacterianes, tots ells presenten trets arquitectònics comuns. En aquesta tesi s'estudia les regions intergèniques i els solapaments entre gens en els genomes procariotes.Hem vist que per predir els orígens de replicació, a part de l'anàlisi de la composició de nucleòtids del DNA, es requereix experiments computacionals complementaris per aconseguir millors prediccions. Els solapaments entre gens acostumen a ser curts, respecten el codi genètic i es veuen influenciats per la pressió selectiva en contra de grans solapaments. En canvi, com més llarg és un solapament entre dos gens, més risc hi ha que una mutació pugui afectar a dues proteïnes de la cèl·lula al mateix temps. Hem detectat que els solapaments més llargs de 60 parells de bases són deguts a errors en la seqüenciació o en l'anotació dels gens. En quant a les regions intergèniques, hem vist que la presència d'una seqüència reguladora entre gens, com és la Shine-Dalgarno (responsable de iniciar eficientment la traducció de RNA missatger a proteïna) pot influir en la mida d'aquestes regions i afectar l'ús de codons d'aturada. Finalment, hem construït una aplicació web ( http://genomes.urv.cat/pwneigh/ ) que permet estudiar fàcilment la conservació els solapaments en les espècies i les regions intergèniques en els genomes procariotes

Control de producción de una texturadora

La siguiente memoria detalla la realización de un sistema de adquisición de datos y software de supervisión de una máquina textil, en concreto, de una texturadora que produce bobinas de hilo. El objetivo principal es proveer de un programa de control de producción hecho a medida, a las máquinas texturadoras que carezcan de ello, debido a su antigüedad sin dejar de mirar la posible integración con las nuevas máquinas y tener un control completo de la planta textil. Para alcanzar el objetivo deberemos recoger la información de los sensores, que nos dan el estado de las bobinas de hilo, y registrarlos en una base de datos. Para la realización de esto se reutilizaran dispositivos que ya estaban instalados en la máquina como sensores, placas electrónicas y actuadores. También se ha creado un sistema de mulltiplexación de entradas y salidas gracias a un autómata Omron y a su programación. Por otra parte, se desarrollarán distintas aplicaciones para que nuestra solución final sea más flexible. Se implementará una aplicación que se comunicará con el autómata, otra que registrará los estados recogidos por la anterior visualizándolos por pantalla y una última para poder visualizar el estado de la máquina de manera remota mediante la red local. Para implementar las aplicaciones utilizaremos el entorno de desarrollo Visual Studio.NET 2003 y SQL Server 2000 (MSDE) como base de datos. La comprobación de que el sistema funciona se realizará mediante un pequeño prototipo que simulará el funcionamiento básico anteriormente comentado. El proyecto, tenemos que decir, que es real y está en funcionamiento con mejoras considerables en el apartado de informes históricos y control de presencia en la empresa Defiber,s.a

Rehabilitació i canvi d'ús d'una nau del Poble Nou

El present projecte té com a finalitat la rehabilitació d’una nau del Poble Nou, i donant-li un nou ús, el de edifici de vivendes “loft” ( vivendes relativament grans, d’espais oberts i de caràcter industrial), dotant-lo dels serveis necessaris que ha de tenir avui en dia un edifici d’aquesta mena. Alhora que s’adequa un espai consistent en un espai funcional de venta directa al públic i un altre, al pis superior, d’activitat empresarial destinat a la implantació d’oficines. També s’urbanitza l’espai privat existent entre les dos naus, donant-li un aspecte tranquil i comunitari