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。     

鲤鱼线粒体tRNA^phe基因结构的特异性

在脊椎动物线粒基因组的研究中。迄今为止已测定了人、牛、大鼠、爪蟾、鲸鱼、海豹、鸡等动物线粒体基因组的全序列。结果表明,脊椎动物线粒体基因组结构排列非常紧密。22个tRNA基因分布于结构基因和rRNA基因之间,并随其临近的基因一起转录,随后被精确地剪切焉,继续加工成熟。线粒体tRNA与细胞质tRNA相比有许多不同之处,如D环碱基数明显减少：TψC环中缺少T54－C－Pu－A序列：且各个臂上有高比例的碱基错配;同时在线粒体rRNA中A＋U含量很高。目前有报道指出线粒体中某些tRNA三叶草结构的变化与物种的进化相关联,但这一说法是否具有普遍性尚须探讨。我们最近完成了鲤鱼线粒体tRNA^phe基因的结构分析（图一）,并将其与上述已报导的几种脊椎动物粒体tRNA^phe基因进行了比较（表一）,发现这些tRNA^phe基因的D臂上都存在一个13bp的强保守区,而其它21种线粒体tRNA基因上的这一区域都是最不保守的。我们将此保守区前7个碱基与真核生物RNAPollIII识别的A区相比较,发现RNAPolIII识别的A区的3个强保守碱基在大事箕类型与碱基排列位置上完全与此保守区相同（图二）。考虑到tRNA^phe基因在线粒体基因组上位于置换环区和线粒体rRNA基因编码区之间这一特殊区域内,这种结构上的特殊性暗示着tRNA^phe基因与其它tRNSA基因在功能上存在着差异。鲤鱼线粒体tRNA^phe基因位于D环与12sRNA基因之间,由重链编码,长度为67bp,同哺乳动物线粒体tRNA基因一样,也不编码3′端的CCA序列。鲤鱼线料体tRNA^phe基因G＋C／A＋U＝0．76,可见其A＋U含量明显高于细胞质tRNA,从其二级结构上看,其氨基酸臂富含GC 对,存在二个错配碱基对,TψC环无TψC序列,T茎也有高比例的错配,且无细胞质tRNSA中特有的那组G－C对,D环由6个碱基组成,其D臂完全互补配对。在已知种类的线粒体其他tRNA基因结构中,反密码环最为保守,其次为氨基酸臂,D环和T环及其相应的臂最不保守。但是在tRNA^phe基因中最保守的却是D环的臂。这种tRNA^phe基因结构上的不寻常性,显示了其功能上的不寻常性,目前人们普遍的看法是线粒体tRNA^phe基因在其转录过程中,还起着识别转录本加工信号的作用,但这一过程的细节目前还不甚清楚。从结构上看,tRNA^phe基因 位于线粒体基因组D环一侧,而D环上具有重链复制启动始点和重链轻链转录调控区。在绝大多数由重链编码的基因中,tRNA^phe基因是被首先转录的基因,同时也是在各种成熟RNA转录本中,必须被剪切下来的tRNA。由此可见tRNA^phe基因在转录水平以及转录后的加工水平上均具有特殊的调控作用。我们推测脊椎动物tRNSA^phe其D臂上强保守结构的存在,也正是这种作用的一种反映。关于tRNA^phe基因结构与功能的关系及其表达调控特性的研究正在进行中。     

鲤鱼线粒体tRNAphe基因结构的特异性

鲤鱼线粒体ｔＲＮＡｐｈｅ基因的核酸序列已被测定。在鲸、人、抓蟾、牛、小鼠、鸡和锂鱼中对此基因序列比较发现在Ｄ茎存在一个奇怪的保守结构,然而Ｄ茎在其余种类的已经测定的脊椎动物线粒体ｔＲＮＡ基因和细胞质ｔＲＮＡ基因中是极不保守的。这一保结构饮食有１３ｂｐ碱基,我们将此保守区前７个碱基与真核生物ＲＮＡＰｏｌⅢ识别的Ａ区要比较, 此不同物种的两种序列存在部分的同源性。考虑到ｔＲＮＡｐｈｅ基因在编码区之间这     

鲤鱼线粒体tRNA~(phe)基因结构的特异性

鲤鱼线粒体tRNA~(phe)基因的核酸序列已被测定。在鲸、人、爪蟾、牛、小鼠、鸡和鲤鱼中对此基因序列比较发现在D茎存在一个奇怪的保守结构,然而D茎在其余种类的已经测定的脊椎动物线粒体tRNA基因和细胞质tRNA基因中是极不保守的。这一保守结构包含有13bp碱基,我们将此保守区前7个碱基与真核生物RNA PolⅢ识别的A区相比较,发现在此不同物种的两种序列存在部分的同源性。考虑到tRNA~(phe)基因在线粒体基因组上位于置换环区和线粒体rRNA基因编码区之间这一特殊区域内,我们推测这一奇怪的保守结构可能存在其它更为有意义的功能。     

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)线粒体DNA控制区及其两侧tRNA基因的克隆与结构分析

动物线粒体ＤＮＡ控制区是线粒体基因组复制与基因表达的最主要的调控区．采用杂交和测序的方法对草鱼线粒体ＤＮＡ控制区进行定位、克隆并测定了控制区及其旁侧的ｔＲＮＡＰｈｅ、ｒＲＮＡＰｒｏ和ｒＲＮＡＴｈｒ三个基因的序列,与多种脊椎动物的相应序列进行了比较,并进行了结构分析．草鱼线粒体控制区全长９２７ｂｐ,含有与酵母和爪蟾线粒体启动子相似的序列,其ＣＳＢⅠ、ＣＳＢⅡ和ＣＳＢⅢ序列与其他几种动物的ＣＳＢ比较相当保守,ＴＡＳ与其回文基序可形成稳定的茎环结构,成为Ｈ－链复制的终止信号．草鱼线粒体ｔＲＮＡＰｈｅ、ｔＲＮＡＰｒｏ和ｔＲＮＡＴｈｒ可折叠成三叶草形二级结构,其基因具有许多不同于细胞质ｔＲＮＡ基因的结构特点,可能反映了线粒体ｔＲＮＡ与线粒体核糖体具有不寻常的作用方式     

抗胃癌鼠单抗3Gg轻链可变区基因的克隆和序列分析

本文报导了用ＰＣＲ方法（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）从抗胃癌单抗３Ｇｇ杂交瘤细胞的基因组ＤＮＡ中,扩增出３３３ｂｐ的轻链可变区基因,克隆至ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ Ⅱｋｓ ＋／－载体上,筛选到阳性克隆。核苷酸序列分析表明：有５３％的核苷酸序列与抗体基因库中的一般序列相符。证明已获得抗胃癌单抗轻链可变区基因。     

鲤鱼线粒体tRNA~（phe）基因结构的特异性

在脊椎动物线粒体基因组的研究中,迄今为止已测定了人、牛、大鼠、爪蟾、鲸鱼、海豹、鸡等动物线粒体基因组的全序列。结果表明,脊椎动物线粒体基因组结构排列非常紧密。２２个ｔＲＮＡ基因分布于结构基因和ｒＲＮＡ基因之间,并随其临近的基因一起转录,随后被精确地剪切下来,继续加工成熟。线粒体ｔＲＮＡ与细胞质ｔＲＮＡ相比有许多不同之处,如：Ｄ环碱基数目明显减少;ＴΨＣ环中缺少Ｔ５４－Ｃ－Ｐｕ－Ａ序列;且各个臂上有高比例的碱基错配;同时在线粒体ｔＲＮＡ中Ａ＋Ｕ含量很高。目前有报道指出线粒体中某些ｔＲＮＡ三叶草结构的变化与物种的进化相关联,但这一说法是否具有普遍性尚须探讨。我们最近完成了鲤鱼线粒体ｔＲＮＡｐｈｅ基因的结构分析（图一）,并将其与上述已报导的几种脊椎动物线粒体ｔＲＮＡｐｈｅ基因进行了比较（表一）,发现这些ｔＲＮＡｐｈｅ基因的Ｄ臂上都存在一个１３ｂｐ的强保守区,而其它２１种线粒体ｔＲＮＡ基因上的这一区域却是最不保守的。我们将此保守区前７个碱基与真核生物ＲＮＡＰｏｌⅢ识别的Ａ区相比较,发现ＲＮＡＰｏｌⅢ识别的Ａ区的３个强保守碱基在碱基类型与碱基排列位置上完全与此保守区相同（图二）。考虑到ｔＲＮＡｐｈｅ基因在线粒体基因组     

鲤鱼肝组织线粒体DNA的限制性内切酶分析

用EcoRⅠI,HindⅢ,PstⅠ,BglⅡ,BamHⅠ,Xho Ⅰ, Xba Ⅰ, Sal Ⅰ和Kpn Ⅰ共9种限制性内切酶酶切对鲤鱼肝组织的mtDNA进行酶解,利用Gel-Pro Analyzer算出各酶切片段长度及mtDNA大小,测出其大小约为16．61kb(1kb=1×103b),另外,对电泳条件的优化进行了探讨,并将实骚结果与以前报道的有关酶切实验结果进行了比较,表明鲤鱼mtDNA的长度及限制性酶切位点均存在地域差异．     

鲤鱼野生群体线粒体部分基因片段序列比较

通过对线粒体16S rRNA基因、D-loop区和Cyt b基因部分片段测定,探讨我国鲤鱼C.carpio野生群体和云南大头鲤C.pellegrini的遗传变异和亲缘关系.数据和并后用于分析的序列共1 492 bp,变异位点221个,含简约信息位点217个,其中新疆群体用于分析的序列长度为1 478 bp.以云南大头鲤为外群,推测鲤鱼群体问的系统发育关系和分化时间,MP法和NJ法得到相似的系统树,新疆群体与其他群体的差异较大,遗传距离较远,单独聚为一支,其他群体间相似性较高聚在一起,新疆群体与其他群体间的分化时间约为2.42×106～2.45×106年前.     

用线粒体tRNA基因探讨现存两栖动物三个目间系统发生关系

现存两栖类3个目的系统发生关系仍然没有统一意见,最广泛被接受的假说是单系起源,并且无尾类和有尾类为姐妹群关系而排斥蚓螈类(蛙类假说)。然而,这一假说一直存在争议。我们在测定了泽蛙线粒体基因组全序列的基础上,与已知其他的6种两栖类进行详细的比较分析,同时选择了11种高等脊椎动物的线粒体全基因序列,以硬骨鱼类作外群,用22个tRNA基因合并数据进行系统发生重建分析,结果表明MP、ML树都强力地支持现生两栖类动物为单系群,并且有尾目和蚓螈目为姐妹群关系。这个结果与蛙类假说是相矛盾的,与Bolt(1991)在形态学基础上提出的有尾类和蚓螈类为姐妹群关系的假说相一致,并得到建立在线粒体和核rRNA基因数据基础上的许多分子研究的支持。另外还探讨了本结果与前人的研究不一致的原因,以及利用线粒体全基因序列进行系统发生分析可能存在的偏差。     

抗胃癌鼠单抗3G_9轻链可变区基因的克隆和序列分析

本文报导了用ＰＣＲ方法（ＰｏｌｙｍｅｒａｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ）从抗胃癌单抗３Ｇ９杂交瘤细胞的基因组ＤＮＡ中,扩增出３３３ｂｐ的轻链可变区基因,克隆至ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡｋｓ十／一载体上,筛选到阳性克隆。核苷酸序列分析．表明：有５３％的核苷酸序列与抗体基因库中的一般序列相符。证明已获得抗胃癌单抗轻链可变区基因．     

鲤鱼金属硫蛋白基因启动区功能的研究

以氯霉素乙酰化酶作为报讯基因、利用草鱼肾培养细胞瞬时表达系统,对已克隆的鲤鱼金属硫蛋白基因５’－调节区１．６ｋｂ的序列进行了功能分析。从顺式效应和反式效应研究证明：所克隆的鲤鱼ＭＴ基因５‘－调节区具有典型ＭＴ启动子的特性实验发现哺乳动物病毒ＳＶ４０增强子要以加强鱼类ＭＴ启动子的活性,提示在系统进化上鱼类基因不但存在增强子元件,并具有哺乳动物增强子相似的作用方式,而且作用于增强子的反式效应因子也存在     

除虫链霉菌复制起始区克隆和功能初步分析

真细菌在复制起始区附近的基因排布顺序相当保守。根据DnaA和DnaN的氨基酸保守序列及链霉菌对密码子的偏用性 ,设计简并引物 ,以除虫链霉菌基因组DNA为模板扩增出一条约 1.4kb的片段。序列分析表明该片段含有部分的dnaA及dnaN基因 ,并在这两个基因之间有一段非编码区 ,其上有 19个典型的DnaA盒 ,推测是除虫链霉菌的复制起始区 (oriC)。与其他链霉菌已知的oriC作比较后发现除虫链霉菌的DnaA盒在位置、方向及间隔区的长度上都高度保守 ,并归纳出其保守序列为 (T/C) (T/C) (G/A/C)TCCACA(有下划线的碱基在该位置出现频率较高 )。将这段oriC插入到仅能在大肠杆菌中复制的质粒pQC15 6中 ,重组质粒可以成功转化变铅青链霉菌ZX7。对oriC分段研究发现其 3′部分对质粒的稳定性及转化效率有促进作用。     

家蚕线粒体ND2、COⅠ和若干tRNA基因的克隆及序列分析

克隆并测定了家蚕（Bombyx mori）线粒体基因组3468bp的EcoRⅠ和HindⅢ双酶一段序列,根据序列同源性比较,该DNA片段包括3个蛋白质编码基因：ND2基因、COⅠ基因和COⅡ基因5′端399bp的序列,以及6个tRNA基因和一个尚待确定的tRNA^Met基因。家蚕与果蝇的ND2基因序列同源性约69.7%,COⅠ基因的同源性约83.8%,COⅡ基因5′端的同源性约80％,这表明细胞色素氧化酶基因在物种间比烟酰胺腺漂呤二核苷酸脱氢酶基因保守,6个推定的tRNA基因序列与果蝇相应tRNA基因序列差异较大,另外,除tRNA^Chn基因的二级结构相似外,其它tRNA基因的二级结构与果蝇相应tRNA基因的二级结构也有较大差异。     

增加复制起始区对基因表达的影响

我们在质粒ｐｕＢ１１０的基础上组建了ｐＤＲ质粒,它们具有双复制起始区而只有一个抗卡那霉素基因。携带了这些质粒的宿主细胞对卡那霉素的抗性明显高于亲本株（Ｂ,ｓｕｂｔｉｌｉｓ １５０（ｐｕＢ１１０））。经限制性酶切图谱分析新获得的转化株具有二个复制起始区及一个 Ｋｍ＆４基因。说明增加复制起始区是提高重组子表达能力的途径之一。     

线粒体和核基因的协作

约占９０％的线粒体蛋白质是核基因（ｎＲＮＡ）的产物,线粒体基因组（ｍｔＲＮＡ）表达产物常与核编码的成分组成复合物发挥作用,此外ｎＤＮＡ对ｍｔＤＮＡ的复制、表达以及线粒体组装均起调控作用。线粒体中代谢物信号、反应氧族可影响ｎＤＮＡ的表达。     

A型肉毒毒素轻链基因的克隆及其结构分析

以献报道的A型肉毒毒素基因全序列为标准,设计并合成一对引物,自肉毒梭菌基因组中扩增出肉毒毒素轻链基因片段,并将扩增产物与pGEM—T载体在体外连接,构建测序重组质粒,进行测序和基因结构分析。PCR扩增获得了产物为1 364bp的DNA片段,测序结果与DNA数据库对照检索分析证明,此基因片段与GenBank中的A型肉毒毒素LC基因的一致性达99．9％以上,可以认为克隆的基因为A型肉毒毒素LC基因。     

太湖新银鱼m tDNA COII和Cytb基因的克隆与序列分析

设计了5对特异性引物,扩增、拼接并测定出太湖新银鱼线粒体tRNAAsp-COII-tRNALys和tRNAGlu-Cytb-tRNAThr两段基因序列片段。基因定位和序列分析发现,太湖新银鱼线粒体COII基因全序列长度为691 bp,序列AT含量为52.80%,编码230个氨基酸;线粒体Cytb基因序列全长为1141 bp,AT含量为48.90%,它编码380个氨基酸。分别位于线粒体COII和Cytb基因两翼的4个tRNA基因(tRNAAsp、tRNALys、tRNAGlu和tRNAThr)同时被测定出来。将太湖新银鱼与有明银鱼、小齿日本银鱼的同源序列进行比对分析,并基于线粒体COII Cytb基因合并数据的核苷酸和氨基酸两种序列形式,以黑斑蛙为外群,对10种鱼类进行分子系统树的构建,结果一致表明:小齿日本银鱼与有明银鱼的亲缘关系近于太湖新银鱼;鲱科与鲑科的亲缘关系近于银鱼科鱼类;此外在本研究硬骨鱼类的4个科中,白鲟科作为原始而古老的类群,是在系统进化的过程中首先分化出来的一支。