小米psbA基因5''末端非编码区的结构特征

以小米(Setaria italica)为材料,克隆了含有叶绿体psbA基因的2.2kb EcoRⅠ片段,测定了该基因5＇末端非编码区的核苷酸序列。序列分析显示psbA基因5＇末端非编码区存在着与原核类似的启动子结构,其“-10”区的序列为TATACT,与原核生物“-10”共有基序(Consensus motif)仅相差一个核苷酸;其“-35”区的序列为TTGACA,与原核生物“-35”共有基序完全相同。另外,在“-10”区和“-35”区之间还存在着一个类似真核启动子结构的“TATATA”保守序列。这些结果表明小米psbA基因的启动子既具有原核的特征又具有真核的特征。小米psbA基因的mRNA前导序列长87bp,与高粱完全一致,而比水稻多出了“CTATTTT”7个核苷酸,比小麦、大麦和黑麦多出了“TTTT”4个核苷酸。因此推测在禾本科的C_3和C_4植物之间,psbA基因mRNA前导序列区的差异可能具有普遍性。计算机分析结果显示,以上6种植物的psbA基因mRNA前导序列区内均能形成小的茎环结构,而且这段“CTATTTT”额外序列恰好位于茎环结构中,造成了6种植物间茎环大小的差异。这一小的二级结构可能对psbA基因的表达调控有一定的影响。     

小米psbA基因5''末端非编码区的结构特征

以小米(Setaria italica)为材料,克隆了含有叶绿体psbA基因的2.2kb EcoRⅠ片段,测定了该基因5＇末端非编码区的核苷酸序列。序列分析显示psbA基因5＇末端非编码区存在着与原核类似的启动子结构,其“-10”区的序列为TATACT,与原核生物“-10”共有基序(Consensus motif)仅相差一个核苷酸;其“-35”区的序列为TTGACA,与原核生物“-35”共有基序完全相同。另外,在“-10”区和“-35”区之间还存在着一个类似真核启动子结构的“TATATA”保守序列。这些结果表明小米psbA基因的启动子既具有原核的特征又具有真核的特征。小米psbA基因的mRNA前导序列长87bp,与高粱完全一致,而比水稻多出了“CTATTTT”7个核苷酸,比小麦、大麦和黑麦多出了“TTTT”4个核苷酸。因此推测在禾本科的C_3和C_4植物之间,psbA基因mRNA前导序列区的差异可能具有普遍性。计算机分析结果显示,以上6种植物的psbA基因mRNA前导序列区内均能形成小的茎环结构,而且这段“CTATTTT”额外序列恰好位于茎环结构中,造成了6种植物间茎环大小的差异。这一小的二级结构可能对psb…     

粟PsbA基因5’未端非编码区的结构特征

本文对粟（Ｓｅｔｃｒｉａｉｔａｉｌｉｃａ，俗称：谷子）叶绿体基因ｐｓｂＡ上２２ｋｂ的ＥｃｉＲＩ片段进行了克隆。该基因５’－未端非编码区就位于这个片段上。序列分析显示这个编码区存在着与原核生物基因类似的启动子结构：其“－１０”区序列为ＴＡＴＡＣＴ，与原核生物的仅相差一个核苷酸；“－３５”区序列为ＴＴＧＡＣＡ，与原核生物的完全相同。另一方面，在“－１０”和“－３５”区之间还存在着一个类似真核生物核基因启动子结构的“ＴＡＴＡＴＡ”保守序列。这表明粟ｐｓｂＡ基因的启动子既具有原核基因的特征、又具有真核基因的特征。粟ｐｓｂＡ基因的ｍＲＮＡ前导序多列长８７ｂｐ，与高粱的完全一致。可以推测：禾本科Ｃ３和Ｃ４植物中，ｐｓｂＡ基因ｍＲＮＡ前导序列区的差异可能具有某种普遍性。计算机分析结果显示，６种植物的ｐｓｂＡ基因ｍＲＮＡ前导序列区内均能形成小的茎环结构，而且这段“ＣＴＡＴＴＴＴ”额外序列恰好位于茎环结构中，造成了６种植物间茎环大小的差异。可能，这个小的二级结构对ｐｓｂＡ基因的表达调控有一定的影响。     

高粱叶绿体psbA基因的结构特征及其5'-非编码区的调控效应

报道高粱叶绿体光系统ⅡpsbA基因的结构特征及其5'-非编码区的调控效应.比较分析表明,C4植物高粱与C3植物水稻psbA基因的核苷酸序列及其推测的氨基酸序列的一级结构之间,存在着高度的同源性.高粱psbA基因5'-非编码区,含有类似原核的-10和-35保守的启动子元件,以及类似于真核的TATA盒启动子元件,但与水稻的相比,前者比后者在mRNA的前导序列区多出了一段7 bp的额外序列,这在有关文献中尚未见报道.应用体外分析体系,证实在高粱叶绿体蛋白质提取物中存在着与psbA基因5'-非编码区特异性结合的蛋白质因子.荧光素酶表达量的检测结果是,在大肠杆菌中,带有高粱psbA基因前导序列区的表达质粒pALqs,其荧光素酶表达量,要比带有水稻相应结构的表达质粒pALqr的高出2～5倍.     

编码叶绿体QB蛋白的psbA基因在E.coli中的转录表达研究(英文)

叶绿体中的psbA是一个编码QB蛋白的光调节基因。我们用带有豌豆psbA基因和lacZ基因融合体的质粒,研究了无光诱导下在E.coli中的表达。结果表明:含有psbA及其上游166碱基的DNA片段能在黑暗中表达。同时还表明,在植物中,psbA基因启动子是潜在的有较高活性的启动子,在黑暗中不能表达可能是由于受到特定的调节机制制约。叶绿体的psbA基因与E.coli的基因上游“pribnow”盒与“-35”盒有较高的同源性。这为叶绿体与光合原核生物有共同的起源提供了证据。     

谷子核酮糖1,5—二磷酸羧化加氧酶大亚基基因的核苷酸序列

谷子（Ｓｅｔａｒｉａ ｉｔａｌｉｃａ）叶绿体ＤＮＡ 含有ｒｂｃＬ基因的３．０ ｋｂ Ｂｇｌ Ⅱ＋ ＸｂａⅠ酶切片段被克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＳＫ （－ ）质粒载体上,并构建了该基因的限制性酶切图谱,测定了该基因的１９９０ ｂｐ 全序列。其中基因的编码区长１４３１ ｂｐ,共编码４７６ 个氨基酸,推测其分子量为５２６７９ Ｄ。其３８９ ｂｐ 的５′上游区含有类似于原核生物的－ １０ ｂｏｘ、－ ３５ ｂｏｘ 和ＳＤ序列。其１７０ ｂｐ ３′下游区含有３ 个茎环结构。对Ｃ４ 植物和Ｃ３ 植物中的ｒｂｃＬ基因序列进行比较,表明在编码区、启动区和３′下游区没有差别。由此认为Ｃ４ 植物中ｒｂｃＬ基因的细胞特异性表达与其序列无关     

粳稻和籼稻D1蛋白光抑制敏感性的差异与其编码基因序列结构特征的相关性分析(英文)

粳稻 (OryzasativaL .ssp .japonica)和籼稻 (O .sativassp .indica)对光抑制的敏感程度存在差异 ,它们的叶绿体光反应中心Ⅱ核心蛋白D1的稳定性不同。以菌落原位杂交法克隆了粳稻“95 16”和籼稻“籼优 6 3”叶绿体D1蛋白的编码基因psbA。核苷酸序列同源比较显示 :两者在启动子区和 5′_UTR完全相同 ;编码区存在着个别碱基的差异 ,但均位于三联体密码的第三位 ,不影响氨基酸编码特性 ,在蛋白质氨基酸序列上没有差异 ;在 3′_UTR内存在寡聚U长度的差异。因此 ,粳稻和籼稻D1蛋白对光抑制作用敏感性的差异与其蛋白质的氨基酸序列结构无关 ,可能与调控psbA基因表达的上游因子或光保护机制的差异有关。     

真核生物的V形基因调控模型和基因调控关系的预测

我们研究发现,有些果蝇基因的外显子和插入序列的碱基组成没有明显区别.这种基因编码的蛋白质C-末端氨基酸序列与其转录的mRNA尾随片段高度亲和.这种母基因与其编码的子蛋白质高度亲和的特性,我们称为母子相亲机制.用这些基因的尾随片段进行同源搜索,然后再分析同源序列所在位置的RNA结构,结果发现:1)位于基因启动子位置的,其结构为茎环结构,说明该同源序列是基因启动子的重要组成部分;2)位于插入序列中的,出现了一种象钥匙一样的结构,它的一端为回文形成的茎环结构,为钥匙的柄,另一端为单链结构,为钥匙的舌.这两种序列可能参与了基因的调控.由此,我们建立了一个的V形的基因调控模型.这个模型包括3个主体:被控基因、编程基因、启动基因.编程基因提供蛋白质与被调控基因的启动子序列结合,决定被调控基因是否可以表达的.而启动基因转录成的RNA通过剪切等加工,产生一种结构象钥匙的microRNA(miRNA),它可以启动被调基因.根据母子相亲机制和V形调控模型,以及回文规则,我们设计出了一种尾随片段搜索筛选法,预测真核生物基因的互控关系.     

枯草芽孢杆菌核黄素操纵子与ribC基因的修饰与遗传效应

[目的]研究核黄素操纵子(rib)组成型高表达,以及ribC基因低水平表达对枯草芽孢杆菌过量合成核黄素的影响.[方法]在染色体原位修饰启动子,用mRNA稳定子替换mRNA前导区,使rib操纵子组成型高表达;修饰ribC基因的启动子,降低ribC基因的表达水平.采用qRT-PCR方法,表征基因的相对表达水平;通过摇瓶发酵,测定重组菌的生物量和核黄素产量,表征相关基因修饰所表现的遗传效应.[结果]用gsiB mRNA稳定子替换核黄素操纵子的mRNA前导区,使其相对表达水平提高了约1 500倍.ribC基因启动子-35区的首个碱基由“T”突变为“C”,使ribC基因的表达水平下降了97％以上.得到的重组菌株LX34在补加蔗糖20 g/L的LB培养基上摇瓶发酵36 h,可积累核黄素2.1 g/L,同时生物量没有明显下降.[结论]使用gsiB mRNA稳定子,能够有效地提高目标基因或操纵子的表达水平;启动子-35区首个碱基的点突变,能够有效降低ribC基因的表达水平;rib操纵子过量表达和ribC基因低水平表达,使细胞能够过量合成并积累核黄素.     

七种不同抗冷性植物甘油-3-磷酸转酰酶mRNA二级结构研究

对南瓜、豌豆、黄瓜、拟南芥菜、红花、菠菜、黑子南瓜等7种不同抗冷性植物甘油－3－磷酸酰基转移酶的mRNA序列作了三核苷酸碱基模式分析,并用Zuker方法对其mRNA序列的翻译区进行了二级结构分析,统计出发夹、内环、膨胀环、三分支环、四分支环等二级结构的基本结构单元数,通过对编码脯氨酸的密码子在mRNA二级结构中的分布位置的研究,发现这些密码子主要是分布在茎的末端、环的根部、膨胀环或分支环上,占到了序列中所有编码脯氨酸的密码子总数的69％到97％的比例,这与我们在研究其他物种的mRNA二级结构时的发现是一致的。     

MAL1基因启动子区的克隆及其在大肠杆菌中的启动功能分析

目的：MAL1基因启动子区在原核生物大肠杆菌中是否有双向启动外源基因的功能。方法：利用PCR扩增MAL1基因启动子区,将不同方向的MAL1基因启动子区后接上Zeocin基因,构建成重组报告质粒,转化大肠杆菌DH5α,验证该启动子区是否双向都具有启动外源基因的功能。结果：将含不同方向启动子区的重组质粒PUCMZ1和PUCMZ2,转化大肠杆菌,转化子均有Zeoein抗性。结论：证明了MAL1结构基因上游启动子区在原核生物大肠杆菌中具有双向启动的功能,且3′-5′方向的启动能力强于5′-3′方向。     

玉米淀粉分支酶基因启动子的克隆与功能分析

以玉米品种“吉糯1号”的基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到玉米淀粉分支酶基因的启动子序列,克隆到pMD18-TVector上,经测序,该启动子大小为934bp。与已报道的序列比较仅有14个核苷酸发生改变,同源性为98.5%。用该启动子取代植物表达载体pBI121的35S启动子,与GUS基因编码区连接,构建成融合质粒pSBE-GUS。经农杆菌介导法转化烟草,获得了转基因植株。GUS活性检测结果表明,由该启动子序列引导的GUS基因能在种子中表达,而在其他组织中表达微弱或未表达,证实该启动子具有种子特异性表达的功能。     

鲤鱼线粒体tRNA^CYS基因和轻链复制起始区的结构分析

我们测定了鲁鱼线粒体半胱氨酸ｔＲＮＡ基因和轻链复制起始区的核苷酸序列,绘制了半胱氨酸ｔＲＮＡ三叶草形的二级结构以及Ｌ链复制区的茎环结构。通过种脊椎动物ｔＲＮＡ＾ＣＹＳ基因的核苷酸序列分析发现,鲤鱼线粒体ｔＲＮＡ＾ＣＹＳ基因的不寻常的结构特点。鲤鱼线粒体Ｌ链复制起始区含有３６个碱基,复制起始区茎环名的茎含有１１对碱基,而环则是由１４个碱基组成。同其它１０种脊椎动物Ｌ－链复制起始区的核苷酸序列比较发现     

缘管浒苔Rubisco酶大亚基基因编码序列rbcL克隆及分析

主要对缘管浒苔光合作用第一关键酶Rubisco大亚基基因(rbcL)进行了克隆分离.首先通过PCR特异性扩增叶绿体基因编码的缘管浒苔大亚基编码序列rbcL部分基因序列(1 035 bp).依据基因步移原理,首次克隆得到缘管浒苔rbcL 5′上游非翻译区序列(224 bp).据推测,rbcL 5′上游非翻译区序列存在类似原核生物的启动子元件-10区(TAAAAT)和-35区(TTGAAA).此外,依据3′-RACE(cDNA末端快速扩增技术)原理,克隆得到缘管浒苔rbcL 3′末端cDNA序列(579 bp).     

缘管浒苔Rubisco酶大亚基基因编码序列rbcL克隆及分析

主要对缘管浒苔光合作用第一关键酶Rubisco大亚基基因(rbcL)进行了克隆分离.首先通过PCR特异性扩增叶绿体基因编码的缘管浒苔大亚基编码序列rbcL部分基因序列(1035 bp).依据基因步移原理,首次克隆得到缘管浒苔rbcL5'上游非翻译区序列(224 bp).据推测,rbcL 5'上游非翻译区序列存在类似原核生物的启动子元件-10区(TAAAAT)和-35区(TTGAAA).此外,依据3'-RACE(cDNA末端快速扩增技术)原理,克隆得到缘管浒苔rbcL3'末端cDNA序列(579 bp).     

是否应重新重视RNA在启动基因中的作用

比较真核生物与原核生物的区别,分析RNA活化基因的证据,作认为基因组中广泛存在的无转录、无编码功能的DNA序列及内含子RNA可能有重要的生物学功能,是控制同样基因在不同细胞类型中表达不同的特异性因素。     

叶绿体基因启动子的研究进展

1905年提出叶绿体起源于原核生物的观点。叶绿体有原核型的核糖体和rRNA,因此它们具有类似的合成蛋白质机制,就转录周期的控制信号——启动区和终止区而言,叶绿体基因的结构与原核生物的非常接近。已鉴定了许多原核生物的启动区并进行了序列分析。有12个高度保守的碱基对,每组6个,即-35位点前后的TTGA以和-10位点前后的TATAAT,两组间有15-21bp(碱基对)的间隔序列,间隔序列越靠近17bp,该启动区就越强。-35区附近富含AT序列,被称为识别位点,该区核苷酸保守性强,以TTG的保守性最强,这三个碱基出现频率分别为82%、84%、79%。-10区又称“pribnow”盒,有四个碱基是高度保守的,用大写字母表示为TAtAaT,两个小写字母代表的碱基保守性较弱,出现频率为44%和51%,最后一个“T”视为不变的T。 (一)叶绿体基因启动区结构几乎每一叶绿体基因前面,都有与原核基因启动     

番茄SlmiR393基因超表达载体的构建及其靶基因鉴定

为研究番茄(Lycopersicum esculentum)的SlmiR393基因功能,采用生物信息学方法从番茄基因组数据库中获得SlmiR393的前体序列及其潜在的靶基因。以基因组DNA为模板,克隆了番茄SlmiR393前体基因并整合到pLP35S-100植物表达载体;采用5′ RACE RT-PCR技术验证SlmiR393对预测靶基因mRNA的剪切作用,采用定量PCR技术检测SlmiR393及其靶标基因在番茄不同组织的表达。结果表明,SlmiR393的前体序列含有完整的茎环结构;成熟miR393与3个生长素受体同源基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)之间具有识别作用位点。SlmiR393可对番茄3个靶基因的转录本进行剪切降解;SlmiR393与3个不同靶基因(SlTIR1、SlTIR1-like1和SlAFB)的表达模式在叶和茎、花蕾、花中存在一定的互补关系。因此,推断番茄中的SlmiR393可能在特定的组织或发育时期介导特定的靶基因mRNA的剪切降解, 初步证实生长素受体同源基因为SlmiR393的靶基因。此外,成功构建以CaMV 35S为启动子的植物表达载体pLP35S-pre-SlmiR393, 为深入研究SlmiR393在番茄生长素信号转导中的功能奠定了基础。     

植物基因启动子研究进展

综述了植物基因启动子的核心结构与功能、植物基因启动子的种类：异源组成型启动子(CaMV35S、MMV)和从植物自身克隆的组成型启动子(PTSB1和PPHYB),以及植物中通过按物理因素(温、光、旱、热等)、化学因素(离子、有机物、激素等)和生物因素(病菌、组织器官、发育阶段等)诱导表达的一些启动子,发育时期特异的启动子、器官特异的启动子(根、茎、叶等)和植物中应用的人工双向启动子的研究进展和应用前景。     

葡萄叶绿体rbcL基因的结构分析

以玫瑰香葡萄（Ｖｉｔｉｓｖｉｎｉｆｅｒａ Ｌ．）为材料,克隆了含有叶绿体ｒｂｃ Ｌ基因的３．１ ｋｂ Ｂａｍ ＨⅠ片段,构建了该基因的限制性酶切图谱,测定了该基因的核苷酸序列。所测的核苷酸序列总长度为２００４ ｂｐ,其中基因的编码区为１４２８ ｂｐ,编码一个含４７５ 个氨基酸的蛋白质,其分子量约为５３ ｋＤ;测定基因的５上游含启动子的部分共３５８ ｂｐ,包括－ １０ 区（ＴＡＡＡＡＴ）、－ ３５区（ＴＴＧＣＧＣ）和ＳＤ 序列（ＧＧＡＧＧ）;基因的３下游区共２１８ ｂｐ,含有３ 个转录茎环终止结构。玫瑰香葡萄ｒｂｃ Ｌ基因编码区的核苷酸序列与烟草、矮牵牛、菠菜、苜蓿、水稻和玉米之间的同源性分别为９１．５％ 、９１．４％ 、９０．２％ 、８９．８％ 、８６．３％ 和８４．５％ ;推导出的氨基酸序列的同源性分别为９２．２％ 、９１．６％ 、９２．２％ 、９３．７％ 、９３．５％ 和９０．１％ 。