DNA序列全球对称群和多义密码子的对称性（I）

为了完善DNA序列对称理论,本文将12阶DNA群（D群）推广为24阶DNA全对称群（Dd群）。DNA全对称群被定义为特殊的交换群（S4）,其交换元素是DNA序列的4个碱基。DNA群与四面体群（T群）同构,DNA全对称群与正四面体全对称群（Td群）同内,D群是Dd群的一个子群。本文还推导出了Dd群12个新元素的矩阵表。Dd群的乘法表,得到了在Dd群操作四碱基A,C,G和T的变换表等。     

DNA序列全对称群和多义密码子的对称性（Ⅱ）

在DNA全对称群基础上,首先给出了正四面体所有对称操作与碱基变换群元素之间的一一对应关系;然后,归纳出了判断水或亲水密码子的对称原则;最后,讨论了多义密码子序列的对称性。     

原核生物基因组DNA链组成的非对称性

迄今,已有60多个原核生物的基因组全序列被发表。我们因此有可能对它们基因组的构成有更深入的认识。绝大多数生物基因组DNA的G与C和A与T的含量相等^[1]。但是,在许多原核生物基因组的先导链和后随链内存在G与C或A与T分布的不对称(Gc shew或AT shew)、原核生物DNA链的非对称性表现在碱基、密码子和基因水平。     

低能N+辐照拟南芥诱导基因组DNA碱基变异分析

用低能N+离子束注入拟南芥后获得的稳定突变体T80Ⅱ作为实验材料, 对突变体植株进行了RAPD标记, 并将T80Ⅱ和对照部分RAPD特异条带进行克隆测序和DNA序列分析. 结果显示, 在可分辨的总计397个RAPD条带中, T80Ⅱ株系中有52个条带表现出差异, 包括条带的缺失和增加, 条带变异率为13.1%; 克隆的T80Ⅱ序列中, 平均每16.8个碱基出现1个碱基变异位点, 表现出较高频率的碱基突变. 碱基突变类型包括碱基的颠换、转换、缺失、插入等. 在检测到的275个碱基突变中, 主要是单碱基置换(97.09%), 碱基缺失或者插入的比例较小(2.91%). 在碱基置换中, 转换的频率(66.55%)高于颠换的频率(30.55%). 此外, 构成DNA的4种碱基均可以被离子束辐照诱发变异, 而且每一种碱基都可以被其他3种碱基所替换, 但是胸腺嘧啶(T)的辐射敏感性要高于其他3种碱基. 通过分析突变碱基周边序列, 对低能N+离子注入拟南芥突变体引发的碱基突变热点进行了讨论.     

人乳铁蛋白cDNA的克隆及序列分析

从北京正常人乳腺组织中提取总RNA,用RT-PCR的方法扩增人乳铁蛋白(hLF)的cDNA,将其克隆到pGEM-T载体上并进行DNA序列测定。结果表明,所克隆的hLF cDNA序列全长为2136bp,其DNA序列与GenBank中另外5个hLF cDNA序列相比,有2个碱基与这5个序列不同：1740位这5个序列是G,本文序列是C;1756位这5个序列是T,本文序列是C。其中1740位碱基的变化导致了第580位氨基酸由Glu变为Asp。     

植物中的Dof 蛋白和Dof转录因子家族

Dof(DNA binding with one finger)蛋白是植物所特有的一类转录因子.其N末端保守的单锌指Dof结构域是既与DNA又和蛋白相互作用的双重功能域,识别的核心序列是AAAG;其C末端氨基酸序列较为多变,是Dof蛋白的特异转录调控结构域.Dof类转录因子在植物中发挥着多种功能.拟南芥和水稻的Dof转录因子家族为Aa、Bb、Cc、Dd 4个同源基因群,同类群间可能具有相似或相反的功能.文章就这一问题的研究进展作了介绍.     

采用RACE技术获得全长人新基因MAGE-D1

 c DNA末端快速扩增 (RACE)技术是快速获得新基因 5′和 3′端未知序列的有效手段 .鉴于新报导的人肿瘤基因 MAGE家族成员之一 MAGE- D1的 c DNA序列不完全 ,从而拟用 RACE技术获得 MAGE- D1的全长 c DNA序列 .结果显示 ,MAGE- D1的 c DNA全长为 2 80 0个碱基 ,编码778个氨基酸 .同时对 RACE技术应用时的一些关键问题进行了讨论 .     

星斑蛾蚋全线粒体基因组序列测定及分析

[目的]蝇蛆病分布广泛,是一类主要由双翅目昆虫的幼虫引发的寄生虫病。蛾蚋幼虫是毛蠓科昆虫中可引发人体蝇蛆病的最常见物种之一。星斑蛾蚋Psychoda alternata线粒体基因组全序列对研究这类致病昆虫的系统地位具有重要的意义,也为预防和治疗蝇蛆病提供理论基础。[方法]本文利用DNA测序和克隆技术,对星斑蛾蚋的线粒体基因组进行了初步研究。[结果]研究表明:星斑蛾蚋线粒体基因组全长15 908bp,由蛋白质编码基因、tRNA基因、rRNA基因和非编码A+T富含区构成。两条链(J链和N链)共编码了37个基因。全序列碱基百分含量为39.6%A,40.3%T,11.8%C,8.3%G,全基因组序列的A+T含量为79.9%。[结论]星斑蛾蚋线粒体基因组组成和排序与典型的昆虫mtDNA一致。分布于J链的蛋白质基因有9种,而N链上有4种,其碱基含量在两条链上呈不对称现象不明显。基于线粒体13种蛋白质编码基因的26种双翅目昆虫系统发育分析表明毛蠓科与伪蚊科为姐妹群。     

三斑海马线粒体基因组核苷酸全序列结构与分析

通过PCR扩增并测序获得了三斑海马(Hippocampus trimaculatus)线粒体DNA(mt DNA)全序列。三斑海马线粒体基因组全序列长度为16 534 bp(Gen Bank登录号为KJ956892),编码37个基因,包括13个蛋白编码基因、22个t RNA基因和2个r RNA基因。非编码区域包括1个控制区(D-loop)及一个轻链复制起始区域。大部分基因由H-链编码,包括14个t RNA基因、2个r RNA基因、12个蛋白编码基因;只有ND6和8个t RNA基因是在L-链编码。预测的22个t RNA基因的二级结构均为典型的三叶草状。基因间隔一般1~14 bp不等。此外,还存在7处碱基重叠,其中,4处是鱼类和脊椎动物典型的基因重叠位点。总的碱基含量分别为,A 32.7%,C 23.4%,G 14.6%,T 29.3%,A+T含量为62.0%。其线粒体基因组序列的结构与脊椎动物的典型结构近似。邻接法和贝叶斯法构建的三斑海马系统进化树的拓扑结构相似,这与现有的三斑海马的系统演化地位一致。本研究为海马的进化研究以及保护工作提供了基础数据。     

低能N+辐照拟南芥诱导基因组DNA碱基变异分析

用低能N~+离子束注入拟南芥后获得的稳定突变体T80Ⅱ作为实验材料,对突变体植株进行了RAPD标记,并将T80Ⅱ和对照部分RAPD特异条带进行克隆测序和DNA序列分析。结果显示,在可分辨的总计397个RAPD条带中,T80Ⅱ株系中有52个条带表现出差异,包括条带的缺失和增加,条带变异率为13.1％;克隆的T80Ⅱ序列中,平均每16.8个碱基出现1个碱基变异位点,表现出较高频率的碱基突变。碱基突变类型包括碱基的颠换、转换、缺失、插入等。在检测到的275个碱基突变中,主要是单碱基置换(97.09％),碱基缺失或者插入的比例较小(2.91％)。在碱基置换中,转换的频率(66.55％)高于颠换的频率(30.55％)。此外,构成DNA的4种碱基均可以被离子束辐照诱发变异,而且每一种碱基都可以被其他3种碱基所替换,但是胸腺嘧啶(T)的辐射敏感性要高于其他3种碱基。通过分析突变碱基周边序列,对低能N~+离子注入拟南芥突变体引发的碱基突变热点进行了讨论。     

扩展青霉PF898碱性脂肪酶基因组DNA的克隆及序列分析

扩展青霉 (Penicilliumexpansum)PF898可产生一种具有重要工业生产价值的碱性脂肪酶(PEL) .在通过 3′RACE和 5′RACE获得PEL完整的cDNA序列的基础上 ,通过PCR方法首次克隆了该脂肪酶的完整的基因组DNA序列 (GenBank登录号为AF330 6 35 ) .该脂肪酶DNA全长 14 0 4bp ,包括PEL编码区、3′非翻译区和部分 5′非翻译区基因的序列 .编码区DNA由 1135个碱基组成 ,含有 5个内含子 ,大小分别为 5 8bp、4 7bp、5 0bp、5 6bp和 6 9bp .在已报道的丝状真菌脂肪酶中 ,PEL基因的内含子数量最多 ,而其大小与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子一样 ,均为只有几十个碱基的小内含子 .PCR扩增获得的PLEDNA序列还包括由 195个碱基组成的 3′端非编码区序列 ,74个碱基的部分 5′端非编码区序列 .PELDNA全长序列中的 - 2 4至 - 2 7nt为TATAbox ,终止码TGA下游15 6nt出现AATAAA序列 ,TGA下游 182位出现poly(A)尾 ,为典型的真核基因结构 .同源性序列分析表明 ,PEL与其它真菌来源脂肪酶的基因组DNA序列同源性约为 39%～ 4 9% ,PEL内含子之间或PEL内含子与其它丝状真菌脂肪酶基因的内含子之间的序列同源性约 4 2 %～ 5 7% .     

一个巴西橡胶树钙调素基因假基因的识别

以巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)基因组DNA为模板,根据胶乳钙调素基因HbCaM序列设计引物,利用PCR方法克隆获得了1 319 bp和447 bp的两个DNA片段.序列分析表明,1 319 bp的DNA长片段为胶乳钙调素基因HbCaM的DNA片段,含有两个外显子(77 bp和373 bp)和1个内含子(869 bp),包含了HbCaM cDNA编码区447 bp的全部序列;447 bp的DNA小片段与HbCaM cDNA核苷酸序列同源性高达98%,ORF分析发现,位于406?bp处的碱基C突变为T,即三联体密码CAG突变为终止子TAG使翻译提前终止,其余5个差异碱基都不影响或改变正常的翻译.推测此447 bp的DNA片段为巴西橡胶树钙调素HbCaM基因的假基因,命名为HbCaMP1.     

重组hIL-12病毒在Sf9细胞传代中遗传稳定性的研究

将含重组白细胞介素12(hIL-12)的杆状病毒(Ac-hIL12)经空斑纯化后,在草地贪夜蛾Sf9细胞中进行连续无稀释传代到P55代,收集被P15、P25、P35、P45、P55代重组病毒感染的细胞,抽提胞内病毒(ICV)DNA.根据重组病毒构建的原理,在P35 cDNA和P40 cDNA的3′末段设计一对引物进行PCR,扩增出了包括P35 cDNA、Polyhedrin启动子、P10启动子和P40 cDNA序列在内的全长约2.0kb片段,克隆至T Vector进行序列测定后发现,在第P15、P25和P35代所扩增出的序列没有发生任何突变.但在P45代,P35cDNA中就有3个碱基发生了点突变(461T→C,517A→G以及630C→T),Polyhedrin启动子的+1位后插入了一个碱基T,P40 cDNA与P10启动子区(230bp)没有变化;而第P55代除了以上碱基突变以外,P10启动子区-168位的G替换突变为T, -136与-135位之间插入一个碱基T,以及-122位缺失一个碱基T.以上结果表明杆状病毒在体外细胞连续传代过程中可导致外源基因本身的突变.     

2株WU多瘤病毒全基因组序列测定和分析

WU多瘤病毒(WUPyV)是多瘤病毒科多瘤病毒属的新成员,近来发现与人呼吸道感染等有关。本研究对2株WUPyV进行全基因组序列测定和拼接,获得这2株病毒全基因组序列,并与已上传到GenBank的国内外几株WUPyV的全基因组序列和氨基酸序列进行比对和系统进化分析。这2株WUPyV是环状、双链DNA病毒,基因组全长5 228bp,比GenBank已知WUPyV全序列少1bp。缺失的一对碱基位于位点4 536处,属于大T抗原的非编码区。病毒全基因组编码5个蛋白,分别是3个衣壳蛋白VP2、VP3、VP1与大T抗原和小T抗原。系统进化分析显示相对中国福建福州的FZ18株,另一株FZTF株与参考株-澳大利亚的B0株关系较近。     

相邻碱基组分与产生SNP的转换或颠换在植物基因组中的研究

碱基替换突变是形成物种多态性和造成生物进化的根本原因之一. 近年的研究表明: 基因组的碱基组分在不同程度上与碱基替换突变的发生相关. 以水稻全基因组3611007个SNPs(包括45462个编码区SNPs和242811个内含子区SNPs)和拟南芥全基因组32019个SNPs为研究对象, 研究突变位点周围的碱基A&;T(A和T)的使用频率和点突变类型的相关性, 结果表明: 水稻和拟南芥全基因组上转换和颠换的比值(Ts/Tv)以及紧邻突变位点(上下游各1个碱基)上A&;T碱基的个数负相关. 统计了6种SNP的AT₂ (直接相邻的碱基是A或T的个数)和AT₀ (直接相邻碱基是C或G的个数), 发现水稻和拟南芥都是C/G型SNP的AT₂/AT₀值最大, 说明C/G型SNP可能受直接临近区域上A&;T碱基的影响最大. 在水稻全基因组SNPs中, A&;T碱基影响突变的范围局限在突变位点上下游2个碱基内. 拟南芥A&;T碱基影响其全基因组SNPs的范围不超过上下游4个碱基.     

DNA序列高维空间数字编码的运算法则

DNA序列的高维空间二进制数字编码,除可以对DNA序列的碱基结构、功能基团、碱基互补、氢键强弱等性质进行编码之外,还可以方便地进行 数学运算和逻辑运算。DNA序列高维空间数字编码的运算法则是：（1）根据DNA序列数码的奇偶性质,可以推导出其与末位碱基的对应关系。当DNA序列S的数值X（S）＝4n,4n 1,4n 2,4n 3时,其末位碱基依次为C,T,A,G（n=0,1,2,…）。（2）提出DNA序列高维空间的表观维数Nv,数值维数Nx及差异维数Nd的概念。当Nd=0时,首位碱基为A或G,当Nd=2n或2n 1(n=1,2,…）时,首痊碱基为（C）^n或（C）^nT。（3）推导出DNA序列点突变（单核苷酸多态性SNP）的运算法则。（4）推导出DNA重复序列（Tandem repeat)的运算法则。（5）提出DNA子序列（subsequence)的概念并定义DNA子序列的定值部Xi(digital value)和定位部Qi(location value)及其计算公式。（6）推导出DNA序列的延长运算、删除运算、缺失运算、插入运算、转位运算、换位运算和置换运算等的运算法则。（7）通过按位加运算求得DNA序列的汉明距离dh,碱基距离dh‘,基团距离dh″和共轭距离dG以及这些距离的意义与联系。（8）分析结果表明DNA序列的数字编码比常规的字符编码在数学运算上具有明显的优越性。     

鹿科动物线粒体控制区序列分析与系统进化

通过测定鹿科麂亚科中的小麂、赤麂和黑麂的线粒体全基因组,从而定位它们的控制区,并从GenBank获得鹿科另外3个亚科9种动物的线粒体控制区全序列。利用MEGA软件计算了各物种控制区序列的碱基组成、遗传距离和遗传相似度,通过比较序列同源性,以羊线粒体控制区序列为外群,构建NJ分子系统树,探讨了鹿科4个亚科12种动物的系统进化关系。序列分析表明,鹿科12种动物控制区序列的碱基长度在909～1049bp之间,A T含量约占62．06％,其中363个核苷酸位点存在变异(约占34％)。系统进化关系结果表明：(1)以线粒体控制区构建的鹿科12种动物分子系统树基本与NCBI分类一致;(2)美洲鹿亚科驼鹿属驼鹿在鹿科这12种动物中处于最为原始的地位;(3)小麂比赤麂和黑麂更为原始;(4)獐亚科獐属的獐与美洲鹿亚科狍鹿属的狍鹿和美洲狍鹿聚为一支。     

拟南芥叶绿体DNA全序列微卫星分布规律的分析

为进一步以拟南芥为模板,开发果树通用的叶绿体微卫星或称简单序列重复（chloroplast simple sequence repeat, cpSSR）引物,对拟南芥叶绿体DNA全序列cpSSR进行了统计分析.结果表明,拟南芥cpSSR以单碱基重复为主,占总数的78.6%,二碱基重复占总数的19%,三碱基重复占2.4%,三碱基以上重复为零.在单碱基重复中,又以A和T重复为主,占98.5%.二碱基重复全部为AT重复.单碱基重复中的纯粹重复41个,占总数的62.1%.间断重复数为23个,占总数的34.8%.复合重复数仅为2个.