古菌信使RNA 5′和3′非编码区特性研究

利用x^2分析方法,对6种古菌起始密码子上游和终止密码子下游各50位非编码区进行了分析。结果表明,Methanopyrus kandleri和Aeropyrum pernix中存在一个与大肠杆菌SD序列极为相似的高保守区（φ区）。但φ区的核苷酸并不能和其16S rRNA 3′端序列的反SD序列很好的配对;Pyrobaculum aerophilum缺乏φ区,但在其起始密码子上游20～30核苷酸处却存在另一个高度保守的区域,该区域在大肠杆菌和酵母中均缺乏;而其它3种古菌却同时存在这2个区域。6种古菌在终止密码子下游第一位的核苷酸非常保守,存在四核苷酸终止信号;在终止密码子后约20个核苷酸范围内保守性相对较高,其中某些核苷酸在翻译终止过程中可能发挥调控作用。     

大肠杆菌、酵母和果蝇基因保守位点的信息熵分析

对大量的大肠杆菌（Escherichia coli)、酵母（Yeast)和果蝇（Drosophila melanogaster）已知基因起始密码子和终止密码子上、下游各30个碱基序列,用重新定义单碱基信息冗余（记为D1(ι）,ι是位点）和紧邻碱基的信息冗余（记为D2（ι）,统计计算每个位点的D1（ι）和D2（ι）值。从结果看,双碱基比单碱基携带更多的信息;酵母和果蝇基因起始密码子上游－3位点D1（－3）和D2（－3）有一明显峰值;大肠杆菌基因起始密码子上游SD区域D1（ι）和D2（ι）有明显峰值,与他人结论相同。发现酵母基因起始密码子下游的＋4位点与＋5位点的紧邻碱基的D2（ι）有一峰值,其关联模式为TC（联合概率为0.211)。这说明用重新定义的信息冗余去确认DNA序列中存在的保守位点是完全可行的。     

大肠杆菌与酵母菌基因特定序列信息参量的研究

提出核酸序列的矩阵表示形式,按位点定义了有生物学意义的信息参数M1（1）、M2（l）和M3(l）。着重研究了不同表达水平的大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）的SD序列（Shine-Dalgrno region,SD）以及大肠杆菌（E.coli）和酵母菌（Yeast）基因起始、终止密码子邻近区域核酸序列的碱基关联性与保守性。并求出相应矩阵的本征值,给出了信息参量与基因表达水平的关系。发现信息参量体现了原核生物和真核生物释放起始区域的显著差异,而且真核生物碱基起始区域的单碱基保守性程度及碱基关联性程度要比原核生物强。     

珊瑚藻R-藻红蛋白rpeA和rpeB基因全长cDNA克隆与序列分析(英文)

依据珊瑚藻 (CorallinaofficinalisL .)藻红蛋白rpeA和rpeB的DNA序列 (AF5 1 0 986 )设计引物 ,通过PCR RACE方法扩增得到rpeA和rpeB的cDNA序列 .序列分析表明 ,该序列采用多顺反子转录策略 ,全长 2 2 5 7bp(AF5 42 5 5 4) ,排布顺序为 5′UTR rpeB 间隔区 rpeA 3′UTR .5′非编码区 4 93bp ,rpeB基因 5 34bp ,基因间隔区 1 0 1bp ,rpeA基因 4 95bp ,3′非编码区 6 34bp .在rpeA和rpeB的基因起始密码子上游均存在类似原核核糖体结合的Shine Dalgarno (SD)序列 .在rpeA基因终止密码子下游 1 1 0bp处还存在着一个可能的开放阅读框架 .经检索GenBank发现 ,真核红藻藻红蛋白中尚无有关cDNA序列的报道     

5’UTR中AUG的分布及其对翻译起始的影响

以细菌和古菌基因组5′ UTR序列作为研究对象,分析在5′ UTR 的3个不同阅读框架中三联体AUG的分布,发现无论是细菌还是古菌基因组都在阅读框1中有非常明显的AUG缺失(depletion)。AUG的缺失表明在起始密码子上游的AUG很可能会对基因的翻译起始产生影响。分析得知：绝大部分的AUG都是以uORF(upstream open reading frame)的形式出现的,uAUG(upstream AUG)的数量很少,特别是在阅读框1中,而且在细菌基因组的阅读框1中uAUG较多地出现在了含有SD序列的基因上游。比较发现,uAUG引导的序列在同义密码子使用上的偏好性较真正的编码序列差,这可能表明细菌和古菌在同义密码子使用上的偏好性也是决定基因准确地翻译起始的重要因素之一。     

5'UTR中AUG的分布及其对翻译起始的影响

以细菌和古菌基因组5’UTR序列作为研究对象,分析在5’UTR的3个不同阅读框架中三联体AUG的分布,发现无论是细菌还是古菌基因组都在阅读框1中有非常明显的AUG缺失（depletion）。AUG的缺失表明在起始密码子上游的AUG很可能会对基因的翻译起始产生影响。分析得知：绝大部分的AUG都是以uORF（upstream open readingframe）的形式出现的,uAUG（upstreamAUG）的数量很少,特别是在阅读框1中,而且在细菌基因组的阅读框1中uAUG较多地出现在了含有SD序列的基因上游。比较发现,uAUG引导的序列在同义密码子使用上的偏好性较真正的编码序列差,这可能表明细菌和古菌在同义密码子使用上的偏好性也是决定基因准确地翻译起始的重要因素之一。     

茶尺蠖核型多角体病毒多角体蛋白基因核苷酸序列及其在Baculoviridae中的地位(英文)

茶尺蠖核型多角体病毒（ＥｏＳＮＰＶ）基因组的ｐｏｌｈ和ｅｇｔ基因区约１４．２ｋｂ的酶切图谱被构建．ｅｇｔ基因位于ｐｏｌｈ基因上游约４．８ｋｂ处,但转录方向与ｐｏｌｈ基因相反．ＥｃｏＲⅤ－Ｌ片段ｐｏｌｈ基因及其旁侧的１１２５核苷酸序列被测定．ｐｏｌｈ基因编码区长７３８核苷酸,可编码２４６氨基酸的多肽．起始密码子ＡＴＧ上游是一个富含ＡＴ（ＡＴ占７１．２％）的启动子区,在－５２核苷酸处有杆状病毒晚期基因启动子转录起始基序ＡＴＡＡＧ．在终止密码子下游２０８核苷酸有一个ｐｏｌｙ（Ａ）信号,ＡＡＴＡＡＡ．但ＥｏＳＮＰＶｐｏｌｈ基因起始密码子ＡＴＧ相邻核苷酸序列为ＧＴＡＡＴＧＴ,其－３是个Ｇ,这与已知的１６种其它杆状病毒ｐｏｌｈ基因－３位置均是Ａ不相同．在分析了ＥｏＳＮＰＶ和ＨａＳＮＰＶ多角体蛋白基因核苷酸序列的基础上,通过ＭＡＬＩＧＮ程序,比较了目前已发表的２６种杆状病毒包涵体蛋白的序列,ＥｏＳＮＰＶ与黄杉毒蛾核型多角体病毒（ＯｐＳＮＰＶ）的同源性为最高,核苷酸序列的同源性为８３．０％,氨基酸序列达９４．７％;与其它２０种鳞翅目ＮＰＶ的同源性也很高,核苷酸序列同源性为７２．６％～８１．９％,氨基酸序列为８３．７％～９３     

枯草芽孢杆菌渗透压调节基因proB的克隆和表达

用PCR扩增的方法从耐盐的枯草杆菌中克隆出一个13kb长的DNA片段,经功能检测,证明正向插入片段与大肠杆菌的脯氨酸营养缺陷特性(proB-)能够营养互补。含有该重组质粒的大肠杆菌DH5α在基本培养基上的耐盐能力从2%提高至4%。通过引物步行法测定了该插入片段的核苷酸序列。利用DNAsis软件进行序列分析发现,该片段第122～1235bp核苷酸编码一个由370个氨基酸组成的蛋白质分子,其上游存在非典型的-10区,典型的-35区和核糖体结合位点,起始密码子处有最佳翻译起始效率的侧翼核苷酸序列。将其与Genebank中的已知基因的序列和编码的氨基酸序列进行同源性比较,结果表明该片段与枯草杆菌168的核苷酸序列、氨基酸序列的同源性分别为81%和90%。证明该基因确实是一个proB基因。通过与三十个不同种属微芽生物proB基因的氨基酸序列比较,发现该蛋白存在有可能与形成酶的活性中心和三维结构有密切关系的几个绝对保守的区域。     

5′端非翻译区对LT-B基因表达的影响

mRNA5＇端非翻译区的不同结构可影响基因表达,为了改善编码人毒素源性大肠杆菌热敏感肠毒素B亚单位的LT-B基因的表达水平,我们把该基因置于pBV220载体的P_RP_L串联启动子下游,构建了带有不同核苷酸组成的5＇端非翻译区的重组体。这些重组体分别在大肠杆菌HB101和DH5α中表达。结果表明,起始密码前有两个连续串联SD序列的LT-B基因的表达水平低于只有单个SD序列下的表达水平,而翻译偶联可使表达改善;用不同的SD序列LT-B基因的表达水平也有所不同,用基因本身SD序列可能要比用pBV220P_L启动子下游的SD序列好;在只含单个LT-B基因SD序列的重组体中,5＇端非翻译区序列的长短对LT-B基因表达没有什么影响;重组体在HB101中的表达水平高于在DH5α中的表达水平。     

人α－肿瘤坏死因子基因的高效表达

用人工合成的α－肿瘤坏死因子(TNF—α)基因构建了五个不同的表达质粒,它们不同之处是SD序列与起始密码子ATG问距离(D)各异．计算机模拟计算出翻译起始区域(TIR)中二级结构的最小生成自由能．以(D)为6个核苷酸时最小(绝对值)。它的表达效率也最高,产物TNF—α可达菌体总蛋白的60％．密码子的选用对表达效率有很大的影响,故人工合成TNF－α基因(选用大肠杆菌偏爱的密码子)的表达效率高于sc－DNA(对部分密码子改造的半合成eDNA)．     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism