高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅵ.粳稻胚分化发育期间一些大分子物质的动态

鉴测了粳稻胚的发育进程及不同分化发育时期中DNA、RNA、蛋白质、淀粉含量和鲜重、干重、细胞数的变化。 开花后6～13天(胚分化第一到第四叶原基期间)胚细胞数增加时,DNA、RNA含量迅速上升。此后细胞数和DNA、RNA含量都趋于稳定,但RNA在18～25天再次增长。每胚蛋白质和干重基本上随RNA含量相应地变化。 每毫克胚于重的核酸和蛋白质含量在13天出现明显的转折。平均每细胞的DNA含量在整个发育期保持稳定,RNA第一阶段的增长只持续到分化完成的前夕,而蛋白质在25天以前一直增加。 胚内淀粉的累积在整个胚形成期呈现三段斜率不同的直线。以单位干重表示时则在8天左右和21天出现两个高峰,先于RNA和蛋白质两次积累的高峰。 在大分子物质的变化与胚胎发育进程相互关系并与籼稻比较的基础上,将稻胚发育划分为原胚期、分化期、成熟期和休止期。     

淀粉体发育过程中淀粉核心、晶体结构与淀粉体DNA的关系

在马铃薯块茎、百合鳞茎淀粉体DNA的研究中,使用了3种DNA染色方法,都比较一致地反映了淀粉体DNA的分布和形态。又系统观察了在不同发育时期淀粉体及淀粉体DNA的变化,揭示了淀粉体DNA与淀粉核心、晶体结构的关系。实验证明,淀粉核心是淀粉体DNA最先出现的地方。DNA复制形成了晶体结构(晶体核)以及辐射状的晶体结构,这是淀粉体DNA随着发育时期的增长而不断复制的结果。     

莲胚发育与核酸,蛋白质含量的变化

莲胚发育达到最大鲜重(开花后21d)前,胚轴和子叶的DNA,RNA都持续增长。开花13d后,蛋白、淀粉等贮藏物质显著积累,核酸增长速度加快。成熟胚轴的DNA和RNA含量很高,而子叶中积累大量的淀粉、可溶性糖和蛋白质。发育前期胚乳的生长速度较快,开花后16d左右鲜重和物质积累达到高峰。胚生长后期胚乳逐渐败育,贮藏物质和结构物质都减少,膨大的子叶逐步取代了胚乳的地位。 莲胚生物大分子物质含量的模式属于双子叶植物类型。讨论了莲胚细胞多倍化的问题。     

蛋白质与DNA相互作用的结构研究

蛋白质与核酸相互作用是生命体内两类最重要的生物大分子,它们之间的相互作用是行使细胞功能的关键,例如:基因复制、转录以及蛋白质的表达翻译等。目前有很多基于蛋白质与DNA复合物的结构研究,这些研究表明蛋白质-DNA的相互作用有很多种方式,所以并不能采用某一种规则或者算法来预测蛋白质与DNA的相互作用,本文主要综述了蛋白质与DNA的相互作用的常用数据库以及结构的特点。     

染色体端粒研究进展

染色体端粒(telomere)是真核生物线性染色体两端的特殊DNA--蛋白质复合体结构,由随机重复序列组成的DNA序列和与之相结合的蛋白质分子构成。端粒DNA无论在DNA顺序、功能及其特殊的复制方式都与其它DNA顺序显著不同。本文将近年来对端粒的DNA结构、与端粒DNA相结合的蛋白质分子和在端粒复制中起重要作用的反转录酶--端粒酶(telomerase)的研究进展以及端粒对于真核生物的重要作用作一综述。     

解淀粉芽孢杆菌TF28抗菌蛋白TasA基因序列分析及蛋白质结构预测

本研究以解淀粉芽孢杆菌TF28为材料,采用PCR方法从基因组DNA中扩增出抗菌蛋白Tas A基因,利用生物信息学方法对Tas A基因序列及其编码的蛋白质结构进行分析和预测。结果表明Tas A基因全长786 bp,含有一个完整的开放阅读框和一个终止密码子,编码261个氨基酸,经Blast比对,该基因与其它解淀粉芽孢杆菌Tas A基因同源性为95%~99%,与B.amyloliquefaciens FZB42(CP 000560.1)Tas A基因序列同源性最高为99%,与B.amyloliquefaciens DSM7(FN597644.1)的同源性最低为95%。预测该基因编码蛋白质分子量为28 k D,等电点为6.35,是含有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白,蛋白结构中含有糖基化和磷酸化位点,二级结构中以琢螺旋、茁折叠和无规则卷曲为主。     

酶工程:应用和希望

DNA重组技术比传统蛋白质化学更方便地提供生产天然的和修饰的蛋白质的方法。设计与重组DNA定向改变酶,或酶工程,为了解蛋白质结构对酶功能及活性的关系提供丰富信息。 酶的结构适应于体内特殊代谢需要而进化。     

体内甲醛交联及染色质免疫沉淀--研究DNA和蛋白质作用的新方法

甲醛交联及染色质免疫沉淀作用研究体内DNA和蛋白质相互作用的一种新方法,在染色质结构研究中获得了广泛的应用。该方法利用甲醛固定活细胞中的DNA与蛋白质,通过免疫沉淀分离复合物,从而分析蛋白质及其体内的DNA结合序列。     

小麦淀粉胚乳发育期间的程序性细胞死亡

小麦淀粉胚乳在发育过程中经历程序性细胞死亡(PCD).小麦淀粉胚乳的DNA在发育的特定阶段呈现梯状电泳条带,用乙烯处理使DNA片段化发生的时间提前,而且ABA处理虽然不能推迟DNA片段化的发生时间,但能减弱DNA片段化的程度.小麦淀粉胚乳细胞在PCD过程中出现某些动植物细胞凋亡的共同的结构变化特征,但也有一些独特的结构变化.如染色质凝聚后仅少数染色质块发生趋边化;细胞核在PCD过程中最先开始衰退,细胞核解体时胞质中有丰富的细胞器,细胞核解体后细胞并未死亡,在胞质中仍在合成和积累淀粉和储藏蛋白,直到细胞被淀粉充满,细胞才死亡;不形成凋亡小体,死亡的淀粉胚乳细胞成为营养物质的储藏库.因此小麦淀粉胚乳细胞的PCD是一种特殊形式的PCD.     

染色质免疫沉淀技术——一种研究基因表达调控的工具

染色质结构在基因表达调节中起着重要的调节作用。利用甲醛固定活细胞中的DNA与蛋白质,通过免疫沉淀分离复合物的染色质免疫沉淀法是研究体内DNA和蛋白质相互作用的一种新方法,它不仅可用来研究体内反式因子与DNA的相互作用,也可以用来研究组蛋白修饰与基因表达的关系,从而分析蛋白质及其体内的DNA结合序列。目前,该方法在染色质结构研究中获得了广泛的应用。     

人Ruvbl1蛋白生物信息分析

采用生物信息学预测对人AAA+(ATPases associated with diverse cellular Activities)ATP酶家族成员Ruvbl1蛋白质的理化性质、蛋白质同源性、跨膜区域、核定位序列及信号肽、亲/疏水性,蛋白质高级结构、蛋白质间相互作用、GO注释进行预测分析。人Ruvbl1蛋白有456个氨基酸,等电点为6.02,有核定位序列,无信号肽,蛋白质具亲水性且高度保守;二级结构存在21个α螺旋和10个β折叠,相互作用蛋白及GO注释提示其主要在细胞核中发挥功能。人Ruvbl1蛋白是DNA解螺旋的关键酶,通过解螺旋DNA为基因的同源重组以及DNA损伤修复提供结构基础。     

寡核苷酸诱导的定点突变

蛋白质工程是生物技术中正在开发的一个新领域。由于它是一门从改变基因入手,制造新的蛋白质的技术学科,因此改变基因的方法就成为蛋白质工程的主要内容之一。 十年来由于重组基因和DNA序列分析方法得到成功,因此很多科学家的注意力都集中到研究DNA编码区域序列结构与功能的关系,发展了各种体内,体外突变方法。改变某一特定区域的DNA结构,用以确定DNA特定区域的功能。     

B-DNA的深沟是蛋白质“识别螺旋”的最佳结合部位

<正> 蛋白质识别有特定序列结构的DNA片段,是基因表达调控机构中最根本的分子事件,也是细胞内一些重要的酶对DNA特定部件进行催化加工的专一性的基础。早年的模型研究曾一般地假发,蛋白质的α—螺旋可以嵌入DNA的深沟内,平行或反平行的两条β—链可以结合到浅沟区。随后,生物化学实险证明,许多序列专一性DNA—结合蛋白的结合区是在DNA的深沟而不是浅沟。最近,第一批这一类蛋白质以及它们与DNA复合物的三维结构已由X射线晶体学方法获得测定。结果表明,蛋白质利用所谓“识别螺旋”结合到B-DNA     

名词解释

遗传密码决定生物遗传性的主要物质是DNA,它由四种含不同核酸碱基的核普酸组成,的结构决所合成的蛋白质的结构。每任意联在一起的三个核普酸单位决定蛋白质中一种氨基酸DNA的这种对应氨基酸序列的核苷酸长链,贮存着决定蛋白质一级结构的信息,人们把它叫做传密码。     

大豆子叶衰老的细胞学观察

以萌发后不同时期的大豆子叶为材料,通过普通光镜和荧光显微镜观察,分析了不同时期子叶细胞的结构变化及子叶细胞内蛋白质和淀粉含量的组织化学变化.结果表明,随着种子萌发时期的延长,子叶细胞内的蛋白质和淀粉含量逐渐减少,在子叶衰老过程中,细胞内蛋白质首先消耗殆尽,淀粉的消耗速度较蛋白质慢;大豆子叶细胞在萌发后第18天时出现典型的植物编程性死亡的形态学特征,子叶细胞内营养物质的消耗诱发子叶细胞发生细胞凋亡.     

蛋白质－DNA相互作用与真核基因转录

结合最近几年对真核转录调节因子和DNA的结构与机能研究,概述了蛋白质-蛋白质及蛋白质-DNA相互作用方式以及介导相互作用的分子结构基础,论述了转录因于之间、转录因子与DNA之间相互作用过程中的协同与拮抗作用、发生机制及其在真核基因转录调节中的普遍性和重要意义.     

水稻直链淀粉和蛋白质突变系筛选及其与主要农艺性状的关联分析

研究利用重离子辐照杂交籼稻9311创建农艺性状突变体库,使用化学方法筛选直链淀粉、蛋白质突变材料,并分析籽粒品质性状与农艺性状之间的相关性,为后续筛选直链淀粉、蛋白质突变体工作奠定基础。结果显示:在169份直链淀粉、蛋白质突变体中,直链淀粉含量变幅范围是7.64%~32.37%,其中高含量直链淀粉突变体材料有11份,低含量直链淀粉突变体材料有5份;蛋白质含量变幅范围是7.05%~13.79%,其中高蛋白突变体有34份,低蛋白突变体有3份。从169份突变体中筛选出直链淀粉、蛋白质含量都有梯度差异的突变体材料,筛选出材料的农艺性状分析结果表明:在直链淀粉、蛋白质突变体材料的农艺性状中,每穗实粒数、有效穗数、结实率和株高这四个农艺性状与籽粒品质性状间有关联,变异系数分别为37.53%、30.72%、24.70%、15.38%。相关性结果表明:直链淀粉含量和蛋白质含量呈负相关,直链淀粉含量与农艺性状呈正相关,蛋白质与农艺性状呈负相关,其中蛋白质含量和每穗实粒数、结实率呈极显著负相关,相关系数分别为-0.504、-0.592。     

基因的转录都必须是连续的吗?

蛋白质的一级结构是由 mRNA 决定的,而 mRNA 是在基因组的一段 DNA 上合成的。通常认为一段连续不断的 DNA 为一分子蛋白质的编码,亦即 mRNA 是直接从这一段 DNA的顺序连接地转录下来的。这段 DNA 就是这个要被翻译出的蛋白质的基因。原核生物方面的实验无疑是支持这种看法的,不过真核生物方面的一些实验结果却很不相同。     

pZ189质粒DNA体外复制系统的建立

报道了含SV40复制起点的质粒DNA在真核细胞抽提物中进行复制的DNA体外复制系统的建立. 在外源性蛋白质SV40大T抗原(SV40 Tag)的参与下,穿梭质粒pZ189能在猴肾vero细胞胞浆抽提物中,利用其中参与体内DNA复制所需的蛋白质成分,有效地进行体外DNA复制. 从而为研究真核细胞DNA复制系统的结构与功能提供了简单、有效的模型.     

辐射后单个细胞DNA结构变化的定量检测

细胞照射后可产生DNA链断裂、DNA-DNA交联、DNA-蛋白质交联等重要的DNA结构损伤,最终可导致DNA高级结构-DNA超螺旋结构状态的改变,而引发DNA复制、表达等一系列改变.参考国外报导,建立了单细胞电泳法(single cell gel electrophoresis assay),并辅以图象分析技术,可快速检测低达0.1Gy剂量所致DNA结构损伤,并得到了较好的剂量-效应关系,可望成为生物剂量计,用于环境低剂量辐射的监测.