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（Sctcriaitailica,谷称：谷子）叶绿体基因pabA上22kb的 EcoRI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pabA基因的mRNA前导序列区长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通性。计算机分析结果显示,6种植物的psbS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.     

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。     

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。     

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     

CS3纤毛抗原表达调控机理的研究

CS3亚基结构基因的核苷酸序列分析表明,在其翻译起始位点的上游存在着rbs位点及原核启动子的—10区和—35区DNA序列。凝胶阻滞和启动报告基因表达的实验确证了CS3亚基结构基因具有自身的启动子(Ps),怛它的作用受其上游区域的抑制。核苷酸序列分析发现,在Ps—35区上游550bp和840bp处各存在一个富A-T簇。结合原核启动子的一般作用规律推知,CS3的表达可能受DNA结合蛋白型的正向调节因子的作用,互补实验结果表明cfaD基因不仅可消除上游区对Ps的抑制,而且可大幅度地提高Ps的启动能力。在分析表达调控的基础上获得CS3重组高效表达。同时提出了其表达调控模型。     

鲤鱼线粒体tRNA~(Cys)基因和轻链复制起始区的结构分析

我们测定了鲤鱼线粒体半胱氮酸tRNA 基因和轻链(L 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。通过五种脊椎动物tRNA~(cya)基因的核苷酸序列分析发现,鲤鱼线粒体tRNA~(cya)基因有许多不同于细胞质tRNA~(cya)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,复制起始区茎环结构中的茎含有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,鲤鱼茎环结构中的茎序列是非常保守的,而环的序列及环的长度则变化较大。茎环结构可能在轻链复制中起着重要的作用。     

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).     

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     

Structural feature of sorghum chloroplast psbA gene and regulation effects of its 5'-noncoding region*

Comparative analysis reveals remarkable homology between the sequences of both psbA gene nucleotides and the inferred amino acids of sorghum, a C_4 plant, and those of rice, a C_3 plant. The 5'-noncoding region of sorghum psbA gene contains the conservative promoter elements, "-35" element and "-10" element, like the prokaryote and the promoter element, TATA box, like the eukaryote. As compared with that of the rice, an extra sequence of 7 bp is found in the leader sequence of the mRNA in the former. Using an in vitro system, it has been demonstrated that protein factor exists in sorghum chloroplast protein extract which specifically binds to the 5'-noncoding region of psbA gene. Measurement of the expression of luciferase shows a 2—5 time greater reaction of the expression plasmids pALqs which contain leader region of sorghum psbA gene than that of the expression plasmids pALqr which contain leader region of rice psbA gene in E. coli.     

Light regulated translational activators: identification of chloroplast gene specific mRNA binding proteins.

Genetic analysis has revealed a set of nuclear-encoded factors that regulate chloroplast mRNA translation by interacting with the 5' leaders of chloroplastic mRNAs. We have identified and isolated proteins that bind specifically to the 5' leader of the chloroplastic psbA mRNA, encoding the photosystem II reaction center protein D1. Binding of these proteins protects a 36 base RNA fragment containing a stem-loop located upstream of the ribosome binding site. Binding of these proteins to the psbA mRNA correlates with the level of translation of psbA mRNA observed in light- and dark-grown wild type cells and in a mutant that lacks D1 synthesis in the dark. The accumulation of at least one of these psbA mRNA-binding proteins is dependent upon chloroplast development, while its mRNA-binding activity appears to be light modulated in developed chloroplasts. These nuclear encoded proteins are prime candidates for regulators of chloroplast protein synthesis and may play an important role in coordinating nuclear-chloroplast gene expression as well as provide a mechanism for regulating chloroplast gene expression during development in higher plants.     

Translation of the psbA mRNA of Chlamydomonas reinhardtii requires a structured RNA element contained within the 5' untranslated region

Translational regulation is a key modulator of gene expression in chloroplasts of higher plants and algae. Genetic analysis has shown that translation of chloroplast mRNAs requires nuclear-encoded factors that interact with chloroplastic mRNAs in a message-specific manner. Using site-specific mutations of the chloroplastic psbA mRNA, we show that RNA elements contained within the 5' untranslated region of the mRNA are required for translation. One of these elements is a Shine- Dalgarno consensus sequence, which is necessary for ribosome association and psbA translation. A second element required for high levels of psbA translation is located adjacent to and upstream of the Shine-Dalgarno sequence, and maps to the location on the RNA previously identified as the site of message-specific protein binding. This second element appears to act as a translational attenuator that must be overcome to activate translation. Mutations that affect the secondary structure of these RNA elements greatly reduce the level of psbA translation, suggesting that secondary structure of these RNA elements plays a role in psbA translation. These data suggest a mechanism for translational activation of the chloroplast psbA mRNA in which an RNA element containing the ribosome-binding site is bound by message- specific RNA binding proteins allowing for increased ribosome association and translation initiation. These elements may be involved in the light-regulated translation of the psbA mRNA.