基因在染色体上不一定呈线性排列

传统的基因概念把基因看作彼此独立的、非重叠的实体。但随着现代生物学的发展,人们认识到基因的线性排列是相对的。1重叠基因1977年,F.Sanger（桑格）在测定噬菌体ΦX174的DNA核苷酸序列时,发现它约有5375个核苷酸,共编码2000种氨基酸。按三联体密码子的原则应至少有6000个核苷酸,而实际数与理论数却相差625个核苷酸。

泽泻科植物DNA条形码的筛选研究

目的:筛选出适合于泽泻科植物的DNA条形码。方法:采用MEGA 5.1软件分析泽泻科植物核内转录间隔区(ITS2)、核酮糖-1,5-二磷酸化/加氧酶大亚基编码基因(rbcL)、成熟酶K编码基因(matK)序列信息并比较不同序列种间、种内变异大小。采用Wilcoxon检验对计算结果进行检验,通过比较序列种内和种间变异的分布评估条形码间距(barcoding gap)。采用MEGA 5.1软件构建聚类树,评价不同候选序列的鉴定有效性。结果:分别获得ITS2、rbcL、matK序列42、46、27条,长度和GC含量范围为259-731bp和32.7%-60.1%。ITS2序列种内和种间变异均最大,而且种内变异和种间变异重合较少,有较明显的barcoding gap,形成单系分支百分比可达69.23%,能较好地区分泽泻科植物;rbcL、matK种内变异和种间变异重叠度高,鉴定效率均比ITS2低;3条候选序列均不能单独鉴别所有泽泻科物种。基于ITS2序列的聚类树揭示了泽泻属与其他3个属的亲缘关系较远。结论:建议采用多位点组合条形码进行泽泻科的鉴别。

高等植物细胞器Ⅱ类内含子剪接的研究进展

Ⅱ类内含子是一类自我剪接内含子,存在于真菌、细菌及古细菌中,在植物细胞器中尤为普遍。典型Ⅱ类内含子的剪接与剪接体内含子类似,由内含子RNA及其编码的成熟酶介导完成。高等植物细胞器中,Ⅱ类内含子成熟酶的结构发生变异,导致自剪接功能丧失,需要核编码蛋白因子辅助完成其剪接过程。自第一个参与叶绿体Ⅱ类内含子剪接的核编码蛋白被发现以来,越来越多的参与高等植物细胞器Ⅱ类内含子剪接的核编码蛋白因子被报道。本文就高等植物细胞器Ⅱ类内含子的分布、结构、剪接方式,尤其参与它们剪接的核编码蛋白因子作一综述。

自我剪接内含子结构与剪接的关系

自我剪接内含子是指具有催化活性的RNA分子,可介导自身的剪切和两侧外显子的连接。自我剪接内含子包括Ⅰ型内含子和Ⅱ型内含子两类,主要存在于原生生物、真菌、藻类、植物细胞器以及细菌和古细菌(Ⅱ型内含子)基因组中。尽管核苷酸序列保守性很低,但两类自我剪接内含子均能分别形成不同的保守二级结构,且它们都可通过两步连续的转酯反应完成剪接。但由于其结构存在较大差异,导致其剪接机制也各不相同。对其结构与剪接关系的深入研究将有助于进一步探索自我剪接内含子在生物体内的功能、起源和进化。

绶草属植物matK基因序列变异及对蛋白分子作用力和功能的影响

matK基因编码唯一一种与陆地植物叶绿体Ⅱ类内含子剪接相关的成熟酶,是进化速度最快的基因之一。然而,濒危绶草matK基因的序列变异及其对蛋白分子作用力和功能的影响尚未被研究过。我们研究了9种绶草matK基因的核酸变异模式,分析了该基因在构建绶草系统进化树中的应用价值,并探讨了matK蛋白保守区域内氨基酸变异对残基分子作用力和蛋白功能的影响。研究发现9种绶草matK基因之间共存在59处碱基变异且基因5’端核苷酸变异频率高于3’端,变异碱基除位于三联密码子第3位碱基外,还大量分布于三联密码子的第1位和第2位碱基。氨基酸序列比对结果显示9种绶草matK蛋白均具有保守的domain X功能区域,该区域存在3处差异氨基酸,但氨基酸变异未引起相应氨基酸残基的分子作用力变化。基因本体论研究结果发现9种绶草matK蛋白的功能主要是结合活性,参与代谢过程、基因表达和RNA加工等生物过程反应。研究结果表明,不同绶草matK基因存在丰富的基因变异信息、其5’端序列是解决系统发育最有用的区域。不同绶草matK蛋白在进化过程中可能受到严格约束,从而导致蛋白功能高度保守。本研究确立了绶草matK基因5’端序列在系统发育分析中的应用价值,同时丰富了叶绿体matK基因的分子信息。