毛竹LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子-PHRE6的克隆與轉(zhuǎn)座活性鑒定以及轉(zhuǎn)座監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建
發(fā)布時(shí)間:2021-06-22 03:02
長末端重復(fù)序列(Long terminal repeat,LTR)反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是真核生物基因組中普遍存在的一類可移動(dòng)的DNA序列,因兩端具有長末端重復(fù)序列而得名。多數(shù)LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子能夠感受外界環(huán)境的變化,具有轉(zhuǎn)錄激活特性和轉(zhuǎn)座激活特性。本研究從毛竹基因組中克隆出一條完整的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,命名為PHRE6(Phyllostachys edulis retrotransposons 6),分析和鑒定了該轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特性,并觀察了脅迫下的毛竹LTR轉(zhuǎn)座子在RNA水平和DNA水平的變化來鑒定該轉(zhuǎn)座子的活性。1.利用已公布的毛竹基因組數(shù)據(jù)庫,通過LTR-STRUC軟件查找基因組中具有完整結(jié)構(gòu)的LTR轉(zhuǎn)座子。依據(jù)結(jié)構(gòu)域完整性和LTR同源性,選擇了一個(gè)LTR轉(zhuǎn)座子PHRE6。該轉(zhuǎn)座子全長為5620 bp,核苷酸序列編碼區(qū)含有4821 bp的開放閱讀框,具有轉(zhuǎn)座需要的GAG(Retrotransposon gag protein,GAG)和完整的Pol(Polymerase,Pol)保守結(jié)構(gòu)域,具有PBS(Prime bingding site,PBS)、PPT(Polypurine trac...
【文章來源】:浙江農(nóng)林大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)示意圖
7]等植物中的研究表明,Tork 家族的 LTRs 和 ORF 長度為 0.12 ~ 1.2 kb 和 4.[28];構(gòu)成 Retrofit 家族的植物 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子約 4.7~ 4.9 kb,包括長度為 0kb 的 LTRs;Oryco 家族長度約 4.2 ~ 4.9 kb,包括 0.16 ~ 0.44 kb 長度的 LTR區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn) env 結(jié)構(gòu)域,目前在擬南芥、水稻等植物基因組中已發(fā)現(xiàn)該家子;Sire 家族是大型 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,其長度為 9.3 ~ 9.8 kb,兩側(cè)是 0.5 ~ LTRs。ORF 除了典型的 gag 和 pol 區(qū)域外,在 RNase H 結(jié)構(gòu)域中顯示了第三ENV 的 ORF,因此被認(rèn)為是潛在的反轉(zhuǎn)錄病毒,并編碼了一種相當(dāng)大的 G,該結(jié)構(gòu)域中可能有兩到三個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)[29]。對于假定的 env 區(qū)域,Sire-like的最具代表性的例子是 SIRE-1,它最初是在大豆中被發(fā)現(xiàn)[30]。在植物種類中sire1 的元素普遍存在,包括單子葉中的水稻、玉米、高粱和雙子葉中的擬南芥苜蓿和柑橘[31]。植物中的 Ty3/Gypsy 超家族主要分為 CRM、Reina、Del riel 四個(gè)分支(圖 1.3)[22]。通常情況下同一個(gè)家族一般有共同的起源。各家似性越高,其成員組成越復(fù)雜,活性反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子存在的幾率也就越大,反之低且難被激活[32]。
圖 1.3 Ty3/Gypsy 超家族分類及結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1.3 The classification and structure of Ty3/Gypsy superfamily2.2 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座機(jī)制LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在宿主基因組中的轉(zhuǎn)座非常復(fù)雜,其過程與反轉(zhuǎn)錄病毒的編碼合過程較為相似。整個(gè)轉(zhuǎn)座活動(dòng)由反轉(zhuǎn)錄酶主導(dǎo),以 DNA-RNA-DNA 的方式進(jìn)座,首先 LTR 區(qū)域的啟動(dòng)子作用,從 5′端 LTR 的 R 區(qū)起始轉(zhuǎn)錄,到 3′端 LTR 區(qū)終止合成的 mRNA,轉(zhuǎn)錄本末端為 poly(A)結(jié)構(gòu),gag、pol 編碼蛋白質(zhì)并以多的形式合成(即該 mRNA 分子既作為復(fù)制的模板,又翻譯復(fù)制所需的蛋白質(zhì))被 pol 編碼的蛋白酶酶切為具有功能的多肽鏈并作為復(fù)制模板,與 mRNA 中的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,并與宿主細(xì)胞中的 RNA 互補(bǔ)形成一小段雙鏈 DNA 區(qū)域,反轉(zhuǎn)以此為引物合成一條 DNA 鏈,與 tRNA 形成互補(bǔ)雜合鏈,這時(shí)編碼的 rh 水解鏈上的 RNA,形成單鏈 DNA,以位于 3′端 LTR 上游的 PPT 作為引物,引導(dǎo)2 條 DNA 的合成。然后在整合酶的作用下,與染色體上靶位點(diǎn)的已被切割的具
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毛竹長末端重復(fù)序列反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的全基因組特征及進(jìn)化分析[J]. 陳婭欣,周明兵. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2021(03)
本文編號:3241979
【文章來源】:浙江農(nóng)林大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)示意圖
7]等植物中的研究表明,Tork 家族的 LTRs 和 ORF 長度為 0.12 ~ 1.2 kb 和 4.[28];構(gòu)成 Retrofit 家族的植物 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子約 4.7~ 4.9 kb,包括長度為 0kb 的 LTRs;Oryco 家族長度約 4.2 ~ 4.9 kb,包括 0.16 ~ 0.44 kb 長度的 LTR區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn) env 結(jié)構(gòu)域,目前在擬南芥、水稻等植物基因組中已發(fā)現(xiàn)該家子;Sire 家族是大型 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,其長度為 9.3 ~ 9.8 kb,兩側(cè)是 0.5 ~ LTRs。ORF 除了典型的 gag 和 pol 區(qū)域外,在 RNase H 結(jié)構(gòu)域中顯示了第三ENV 的 ORF,因此被認(rèn)為是潛在的反轉(zhuǎn)錄病毒,并編碼了一種相當(dāng)大的 G,該結(jié)構(gòu)域中可能有兩到三個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)[29]。對于假定的 env 區(qū)域,Sire-like的最具代表性的例子是 SIRE-1,它最初是在大豆中被發(fā)現(xiàn)[30]。在植物種類中sire1 的元素普遍存在,包括單子葉中的水稻、玉米、高粱和雙子葉中的擬南芥苜蓿和柑橘[31]。植物中的 Ty3/Gypsy 超家族主要分為 CRM、Reina、Del riel 四個(gè)分支(圖 1.3)[22]。通常情況下同一個(gè)家族一般有共同的起源。各家似性越高,其成員組成越復(fù)雜,活性反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子存在的幾率也就越大,反之低且難被激活[32]。
圖 1.3 Ty3/Gypsy 超家族分類及結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1.3 The classification and structure of Ty3/Gypsy superfamily2.2 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座機(jī)制LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在宿主基因組中的轉(zhuǎn)座非常復(fù)雜,其過程與反轉(zhuǎn)錄病毒的編碼合過程較為相似。整個(gè)轉(zhuǎn)座活動(dòng)由反轉(zhuǎn)錄酶主導(dǎo),以 DNA-RNA-DNA 的方式進(jìn)座,首先 LTR 區(qū)域的啟動(dòng)子作用,從 5′端 LTR 的 R 區(qū)起始轉(zhuǎn)錄,到 3′端 LTR 區(qū)終止合成的 mRNA,轉(zhuǎn)錄本末端為 poly(A)結(jié)構(gòu),gag、pol 編碼蛋白質(zhì)并以多的形式合成(即該 mRNA 分子既作為復(fù)制的模板,又翻譯復(fù)制所需的蛋白質(zhì))被 pol 編碼的蛋白酶酶切為具有功能的多肽鏈并作為復(fù)制模板,與 mRNA 中的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,并與宿主細(xì)胞中的 RNA 互補(bǔ)形成一小段雙鏈 DNA 區(qū)域,反轉(zhuǎn)以此為引物合成一條 DNA 鏈,與 tRNA 形成互補(bǔ)雜合鏈,這時(shí)編碼的 rh 水解鏈上的 RNA,形成單鏈 DNA,以位于 3′端 LTR 上游的 PPT 作為引物,引導(dǎo)2 條 DNA 的合成。然后在整合酶的作用下,與染色體上靶位點(diǎn)的已被切割的具
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]毛竹長末端重復(fù)序列反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的全基因組特征及進(jìn)化分析[J]. 陳婭欣,周明兵. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2021(03)
本文編號:3241979
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