从DNA重复顺序的复性动力学分析小偃麦系的亲缘关系

通过DNA重复顺序的复性动力学的分析,对小偃麦系与其亲本小偃麦草和小麦的亲缘关系作了研究。高等植物DNA的很大部分是由重复顺序所构成,本文讨论了检测亲本及子代基因组内重复顺序的异同程度作为远缘杂交的分子水平指标是简便可行的。     

从DNA重复顺序的复性动力学分析小偃麦系的亲缘关系

通过DNA 重复顺序的复性动力学的分析,对小偃麦系与其亲本小偃麦草和小麦的亲缘关系作了研究。高等植物DNA 的很大部分是由重复顺序所构成,本文讨论了检测亲本及子代基因组内重复顺序的异同程度作为远缘杂交的分子水平指标是简便可行的。     

高等植物基因组结构

高等植物基因组结构的研究是当前植物分子生物 学研究的一个重要领域。1976年Walbot和Dure报 道了棉花DNA复性动力学研究结果^[26],同年Flavell 和Smith发表了小麦方面的工作^[12] 迄今为止已报 道的经DNA复性动力学方法系统研究过的高等植物 还有： 烟草^[29],豌豆^[22,]大豆^[1,15],蚕豆^[27]黑 麦^[25]欧芹^[29],绿豆^[23],玉米^[16],花生^[8],粟^[28],亚 麻^[6]等。从已发表的情况来看,高等植物基因组结构 在主要方面都和已知的动物方面的情况相仿,下面我 们分几个方面逐项加以讨论。     

鲤鱼,鲫鱼和鲤鲫移核鱼DNA的复性动力学研究与比较

才文报道鲤鱼、鲫鱼DNA复性动力学研究结果。它们均由快、中、慢速复性3个组份构成。鲤鱼DNA中Cot<1×10(-1)的复性组份占7.5％,1×10(-1)1×10~2的复性组份占75％;鲫鱼DNA中Cot<5×10~(-1)的复性组份占22％;5×10~(-1)1×10~2的复性组份占70％。它们都没有明显百分数的迥折序列组份;快速复性组份的拷贝数低于10~6,相当于中度重复序列1;中、慢速复性组份则分别为中度重复序列Ⅱ和原拷贝序列。在快速复性部份,鲤鱼与鲫鱼之间表现出较大差异。此外,本文还就鲤鱼和鲫鱼的DNA复性动力学与鲤鲫移核鱼(cyc(?))F_3进行了比较。鲤鲫移核鱼DNA的复性动力学特征与其细胞核供体鱼(即鲤鱼)是相似的。这说明异源细胞核与胞质的结合没有导致核内DNA基因组结构出现明显变化。     

衰老过程中小白鼠脑组织DNA各组分含量的变化

生物机体的衰老过程与其不同层次有序结构逐渐损耗有关,归根结底是由于遗传信息的丢失所致。很多实验表明,老年生物的蛋白质活性降低,DNA 损伤积累,修补代偿能力下降(郑集,1983;张昌颖,1987)。但对于老龄化过程基因组 DNA 组织结构的变化研究的尚不多。最近,Holliday(1989)报道,随着老龄化过程 DNA 的甲基化程度降低,X-染色体上的基因又重被活化。Flores 等(1988)测定了老龄过程小白鼠心组织小的分散环状 DNA(Small polydisperse circular DNA)的变化。我们按照 Britten 和 Kohne(1968)的DNA 复性动力学方法,测定了不同龄小白鼠脑组织 DNA 的零时复性序列、高重复序列、中等重复序列和单拷贝序列。发现它们的相对含量有明显的差异,暗示了基因组DNA 组织结构的变化。     

人类DNA高重复顺序复性产物某些特性的研究

本文对正常人淋巴细胞DNA的高重复顺序某些特性进行了研究。应用复性动力学方法分离了重复顺序并观察了复性后的稳定性。复性后的高重复顺序极易交织成网状结构,用低离子强度缓冲液透析,特别是除去磷酸根离子能使网状结构拆开,而镁离子对这种网状结构有稳定作用。用~(125)Ⅰ标记的高重复顺序用核酸酶S_1处理后热稳定性增加,但T_m值仍低于天然DNA,表明复性后的高重复顺序除包含有单链片段外,碱基对中仍有错配。     

人类DNA高重复顺序复性产物某些特性的研究

本文对正常人淋巴细胞DNA的高重复顺序某些特性进行了研究。应用复性动力学方法分离了重复顺序并观察了复性后的稳定性。复性后的高重复顺序极易交织成网状结构,用低离子强度缓冲液透析,特别是除去磷酸根离子能使网状结构拆开,而镁离子对这种网状结构有稳定作用。用~(125)Ⅰ标记的高重复顺序用核酸酶S_1处理后热稳定性增加,但T_m 值仍低于天然DNA,表明复性后的高重复顺序除包含有单链片段外,碱基对中仍有错配。     

人、恒河猴和牛DNA的复性动力学曲线及重复顺序的比较

本文报道了对人、恒河猴和牛DNA的复性动力学曲线及其重复顺序的分析。实验结果表明,在这三种哺乳动物DNA中,牛DNA重复顺序的含量较多。牛天然DNA的T_m值较高。复性的重复顺序DNA的T_m值一般比原天然DNA的T_m值低7～12℃。应用~(125)I标记的人DNA重复顺序与恒河猴或牛DNA进行杂交,人与恒河猴DNA之间杂交百分率比人与牛DNA之间的杂交百分率高。杂交产物的热稳定性比相应的人DNA重复顺序的热稳定性低2～4.5℃,人与恒河猴DNA重复顺序杂交产物的T_m值高于人与牛DNA重复顺序杂交产物的T_m值。这些结果似乎说明在三种DNA中,重复顺序的含量及碱基顺序等的相似程度和它们亲缘关系的远近有一定关系。     

人、恒河猴和牛DNA的复性动力学曲线及重复顺序的比较

本文报道了对人、恒河猴和牛DNA的复性动力学曲线及其重复顺序的分析。实验结果表明,在这三种哺乳动物DNA中,牛DNA重复顺序的含量较多。牛天然DNA的T_m值较高。复性的重复顺序DNA的T_m值一般比原天然DNA的T_m值低7～12℃。应用~(125)Ⅰ标记的人DNA重复顺序与恒河猴或牛DNA进行杂交,人与恒河猴DNA之间杂交百分率比人与牛DNA之间的杂交百分率高。杂交产物的热稳定性比相应的人DNA重复顺序的热稳定性低2～4.5℃,人与恒河猴DNA重复顺序杂交产物的T_m值高于人与牛DNA重复顺序杂交产物的T_m值。这些结果似乎说明在三种DNA中,重复顺序的含量及碱基顺序等的相似程度和它们亲缘关系的远近有一定关系。     

重复顺序与基因表达

一、真核基因组与重复顺序 重复顺序DNA在真核生物基因组中普遍存在,最早研究是在随体中出现。1968年Britten等采用了复性动力学的研究方法获得了可靠的实验证据,并提出了真核基因组中都有高重复顺序,中重复顺序与单考贝DNA顺序。     

水稻、高粱、高粱稻重复顺序DNA复性动力学分析

应用DNA复性动力学方法对水稻、高粱以及它们的杂交后代高粱稻的重复顺序DNA进行了分析。配合应用计算机技术,研究了它们基因组结构的概况。发现与母本水稻相比,远缘杂交后代高粱稻基因组在中度重复顺序部分发生了变化。     

鳄类起源进化研究有新突破

中国科学院发育生物学研究所莫鑫泉采用DNA复性动力学方法和DNA分子钟技术在扬子鳄起源和鳄类分子进化研究中,从分子水平上证实扬子鳄与密西鳄之间确曾有亲缘关系。他们从两者基因组结构的比较研究中,发现两者虽然在DNA序列种类复杂性的拷贝数上有较大差异,但总复杂性还是相似的。他们采用自己建立的DNA分子钟技术,测定了各物种从一个共同的祖先那里分枝以后的时间跨度,证明扬子鳄在3500万年前与泰国鳄有一个共同的祖先,在4500万年前与湾     

水稻(Oryza sativa L.)重复DNA顺序的克隆及序列分析——重复顺序存在意义的探讨

以大肠杆菌启动子选择质粒pKK175-6、pKK232-8为载体,将通过复性动力学方法获得的水稻重复DNA顺序片段进行克隆。阳性克隆菌株表现出对四环素或氯霉素不同程度的抗性。DNA序列分析表明,克隆到的某些水稻重复DNA顺序具有丰富的基因表达调节元件的同源序列。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶。 3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义。构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白。 基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3' 加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究。 结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg²⁺偏好性。 酶动力学研究 (K_m = 131.79 nmol/L,K_cat = 0.0042 min ^-1) 表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究。     

水稻(Oryza sativa L.)重复DNA顺序的克隆及序列分析——重复顺序存在意义的探讨

以大肠杆菌启动子选择质粒pKK175-6、pKK232-8为载体,将通过复性动力学方法获得的水稻重复DNA顺序片段进行克隆。阳性克隆菌株表现出对四环素或氯霉素不同程度的抗性。DNA序列分析表明．克隆到的某些水稻重复DNA顺序具有丰富的基因表达调节元件的同源序列。     

DNA分析与基因组序列和植物系统学研究

从DNA杂交、RFLP分析、DNA的限制酶图谱分析等方面描述DNA分析技术在植物学研究中的应用,讨论了DNA分析技术与植物系统学的关系及分子数据的分析方法。并以高等植物为对象,从核DNA、叶绿体DNA和线粒体DNA三方面对植物分子系统学进行了论述。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术（DNA barcoding）是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术(DNA barcoding)是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶.3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义.构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白.基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3'加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究.结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg2+偏好性.酶动力学研究(Km=131.79 nmol/L,Kcat=0.0042 min-1)表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究.     

高等植物细胞质雄性不育分子机理的研究进展

从线粒体DNA、叶绿体DNA和线粒体质粒DNA方面较详细地阐述了高等植物细胞质雄性不育的分子机理及最新进展;探讨了细胞核DNA和细胞质DNA之间的相互关系。