Разработка методологии идентификации функции генов Arabidopsis thaliana

Разработка методологии идентификации функции генов Arabidopsis thaliana

Автор: Огаркова, Ольга Александровна

Шифр специальности: 03.00.15

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Москва

Количество страниц: 275 с. ил.

Артикул: 4295468

Автор: Огаркова, Ольга Александровна

Стоимость: 250 руб.

1. Актуальность темы
2. Цели и задачи исследований
3. Научная новизна.
4. Научнопрактическая значимость работы.
ЧАСТЬ 1. ПОЛУЧЕНИЕ И СКРИНИНГ ГЕНОМНЫХ КЛОНОТЕК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
ГЛАВА 1. Введение в проблему
ГЛАВА 2. Идентификация гена и его локализация в геном
ii i
2.1. Стратегия и первые успехи в клонировании индивидуальных
генов высших растений
2.2. Особенности фотосинтеза у высших растений и цианобактерий
2.3. Характеристика фотосинтетических генов цианобактерий как
гетерологичных зондов
2.3.1. Предпосылки.
2.3.2. Гибридизация с ядерной и хлоропластной ДНК . iv и
. i.
2.3.3. Анализ возможности сцепления в геноме цианобактерий генов, представленных у растений в ядерном и хлоропластиом геномах
2.4. Скрининг клонотеки генома . i.
2.4.1. Общие характеристики Л. i.
2.4.2. Особенности строения геномаЛ. i.
2.4.3. Создание клонотеки генома . i
2.4.4. Скрининг созданной клонотеки генома Л. i
2.5. Идентификация гена .
ГЛАВА 3. Исследование гомологии между ядерной и хлоропластной ДНК
различных видов семейства и . i
3.1. Происхождение хлоропластов и митохондрий
3.2. Существование смешанной ДНК
3.3. Особенности организации хпДНК
3.3.1. Энзиматическое метилирование.
3.4. Скрининг клонотеки я ДНК . i
3.5. Скрининг генома хпДНК.
3.6. Клонирование и молекулярный анализ последовательности хпДНК
А. i, гомологичной 0.7 т.п.н. фрагменту хпДНК . iv.
3.7. Компьютерный анализ 0.7 т.п.н. фрагмента хпДНК . i
3.8. Уровень метилирования геномов хлоропластов и митохондрий у
некоторых видов двудольных растений.
ГЛАВА 4. Взгляд на использование методологии гибридизации при
идентификации новых генов двадцать лет спустя.
ЧАСТЬ 2. ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ ИНСЕРЦИОННЫХ
МУТАНТОВ II I
ГЛАВА 1. Мобильные элементы генома
1.1. История открытия
1.2. Контролирующие элементы растений
1.3. 1 последовательности итрансиозоны
1.4. i и i плазмиды
ГЛАВА 2. Коллекции инсерционных мутантов
2.1. Создание векторных системы для инсерционного мутагенеза
. i
2.1.1. Векторы для получения инсерционных мутантов и клонирования мутантных генов.
2.1.2. Конструирование бинарных векторов для агробактериальной трансформации . i.
2.1.3. Конструирование новой системы векторов для индукции
суперэкспрессии генов у двудольных растений
2.2. Системы генетической трансформации у . i
2.3. Разработка эффективной системы генетической трансформации
у . i.
2.4. Отбор растений трансформантов . i.
2.5. Создание коллекции морфологических мутантов . i.
2.5.1. Существующие в мире коллекции инсерционных ТДНК мутантов . i
2.5.2. Получение коллекции растений трансформантов . i
2.5.3. Отбор морфологических мутантов.
2.5.4. Генетический анализ полученных морфологических мутантов
. i
2.5.5. Отбор доминантных морфологических мутантов . i
в Т2поколении
2.5.6. Линии морфологических инсерционных мутантов Л. i, отобранные в ТЗпоколении.
2.6. Использование экзогенных фитогормонов для спасения условно
летальных мутантов . i и мутантов со сниженной жизнеспособностью и фертильностью.
2.6.1. Подбор гормональных сред для спасения летальных инсерционных мутантов . i и мутантов со сниженной жизнеспособностью и фертильностью
2.6.1.1. Индукция и формирование каллуса.
2.6.1.2. Индукция корней.
2.6.2. Спасение доминантных условно летальных мутантов . i
2.6.3. Спасение рецессивных условно летальных мутантов
ГЛАВА 3. Локализация инсерций и идентификация генов . i,
маркированных инсерцией ТДНК.
3.1. Использование методов ПЦРанализа для локализации генов
. i, маркированных инсерцией ТДНК
3.2. Компьютерный анализ последовательностей ДНК растений.
3.3. Идентификация неизвестных генов . i, несущих в
своем составе инсерцию ТДНК.
3.4. Генетический и фенотипический анализ морфологических
мутантов .i
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЧАСТЬ 1. ПОЛУЧЕНИЕ И СКРИНИНГ ГЕНОМНЫХ КЛОНОГЕК
ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
ГЛАВА 2. Идентификация гена и его локализация в геноме
ii i.
2.3. Характеристика фотосинтетических генов цианобактерий как
гетерологичных зондов.
2.5. Идентификация гена
ГЛАВА 3. Исследование гомологии между ядерной и хлоропластной
ДНК различных видов семейства и . i.
3.5. Скрининг генома хпДНК.
3.6. Клонирование и молекулярный анализ последовательности хпДНК
. i, гомологичной 0.7 т.п.н. фрагменту хпДНК . iv
ЧАСТЬ 2. ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ ИНСЕРЦИОННЫХ
МУТАНТОВ II I
ГЛАВА 2. Коллекции инсерционных мутантов
2.5. Создание коллекции морфологических мутантов . i.
2.6. Использование экзогенных фитогормонов для спасения условно
летальных мутантов Л. i и мутантов со сниженной жизнеспособностью и фертильностью
ГЛАВА 3. Локализация инсерций и идентификация генов . i,
маркированных инсерцией ТДНК.
3.4. Генетический и фенотипический анализ морфологических мутантов
. i
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Объекты исследований
2. Штаммы бактерий и плазмиды, использовавшиеся в работе.
3. Среды для культивирования бактерий
4. Среды для выращивания растений . i
5. Поверхностная стерилизация семян . i
6. Выращивание растений . i в стерильных условиях
7. Агробактериальная трансформация . i.
8. Отбор трансформантов в Т2поколении.7 г
9. Трансформация неопыленных бутонов взрослых растений
. Изучение морфологии проростков
. Сегрегационный анализ.
. Трансформация клеток штаммов Е. i
. Трансформация клеток штаммов . i.
. Спасение летальных мутантных форм растений . i
. Гистохимическое определение экспрессии Рглюкуронидазы
в тканях растений . i
. Выделение и анализ ДИК
. Блоггибридизация и молекулярное клонирование.
. Тестирование ДНК растений при помощи ПЦР.
. Получение меченых фрагментов ДНК при помощи ПЦР
. Однопраймерная полимеразная цепная реакция.
. Препаративное получение фрагментов ДНК при помощи ПЦР
. Скрининг бактериальных колоний при помощи ПЦР
. ПЦР амплификация области геномной ДНК . i,
примыкающей к ТДНК инсерции.
. Метод I.
. Секвенирование ДНК.
БЛАГОДАРНОСТИ.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
, ОРС открытая рамка считывания
ФС фотосинтез
ФС1 фотосистема
ФС2 фотосистема
ФС фенотип отсутствие способности к фотоавтотрофному росту
я ДНК ядерная ДНК
хпДНК хлоропластная ДНК
мтДНК митохондриальная ДНК
п.н.пн, Ьр пара нуклеотидов
т.п.н. тпн тысяча пар нуклеотидов
ИМК уиндолилЗмасляная кислота
НУК анафтилуксусная кислота
6БАП 6бензиламинопурин
кДа килодальтон
глюкуронидаза
зависимое от гомологии замолкание генов
посттранскрипционное замолкание генов
транскрипционное замолкание генов
i малые однонитевые РНК
i РНК интерференция
I полибелковый комплекс, в который кроме протеинов входит
двунитевая РНК
РНК направленное метилирование ДНК
РНК направленная РНКполимераза
i микроРНК
ВВЕДЕНИЕ


В свою очередь специфичность метода связана с уникальностью последовательности в генах фотосинтеза и отсутствием в их структуре последовательности, встречающейся не только в данных генах, но и в других участках генома. Коренным отличием царства растений от царства животных является наличие у растений процесса фотосинтеза. Фотосинтез представляет собой фундаментальный процесс, который лежит в основе существования жизни как таковой, обеспечивая ее энергетические потребности. При его протекании энергия квантов солнечного света преобразуется в форму химических связей, и в этой форме может быть использована различными живыми системами для энергетического обеспечения своего метаболизма. Фотосинтез растений, водорослей и цианобактерий относится к оксигенному типу и сопровождается разложением воды и выделением кислорода в атмосферу . При неоксигенном фотосинтезе, осуществляемом пурпурными и зелеными бактериями, а также гелиобактериями, выделения кислорода не происходит СН I, так как донором электрона служат восстановленные соединения Н2А, которые окисляются до А. Таким образом оксигенный фотосинтез можно рассматривать как частный случай неоксигенного фотосинтеза, в котором Н2А представлено Н. В оксигенном фотосинтезе начальные стадии преобразования световой энергии происходят с участием последовательно функционирующих фотосистемы I ФС1 и фотосистемы 2 ФС2, которые представлены в тилакоидах в виде пигментбелковых комплексов. ФС2, участвует в фотовыделении кислорода из воды и восстановлении пластохинонов , , тогда как ФС1 катализирует окисление цитохрома типа сб или пластоцианина на люменальной и восстановление ферредоксина на стромальной стороне мембраны , , ii, i, , ii, . Организация той части генома, которая детерминирует фотосиитетический аппарат синезеленых водорослей и высших растений, принципиально отличается в том плане, что вес фотосинтстические гены в случае цианобактерий расположены в одном геноме, тогда как у высших растений в процессе фотосинтеза участвуют как ядерный, так и хлоропластный геномы i . Основная особенность хлоропластов состоит в том, что в них присутствуют собственные ДНК и рибосомы, но аппарат фотосинтеза формируется из белков, часть из которых синтезируется в хлоропластах, в то время как другая часть кодируется ядерными генами, синтезируется в цитоплазме, транспортируется в хлоропласты и там включается в хлоропластные структуры Шестаков, . Таким образом, формирование хлоропласта, сборка фотосистем и функционирование аппарата фотосинтеза находятся под двойным генетическим контролем. В отличие от ядерного генома, геном хлоропластов имеет как эу, так и прокариотические структурноорганизационные особенности. Например, структура промоторов хлоропластных генов сходна с таковой бактериальных генов , i, . В ряде случаев показано наличие опероноподобных структур или, во всяком случае, наличие кластеров генов, объединенных функционально , . Вместе с тем для ряда генов, локализованных в геноме хлоропластов, обнаружена прерывистая организация. Так, рибосомальные гены , 2, , 9, 3 имеют экзонинтронную структуру, характерную для генов эукариотических организмов, а процесс созревания мРНК осуществляется путем сплайсинга i, . Были клонированы хлоропластные гены, ответственные за синтез основных структурных компонентов фотосинтетического аппарата, проведено определение нуклеотидного состава хлоропластных геномов ряда видов, таких как ii ii . В то же время работы по клонированию и молекулярногенетическому анализу ядерных генов, включенных в контроль фотосинтеза, только начинались i . Исследования в области молекулярной генетики цианобактерии i модельного объекта изучения не только оксигенного фотосинтеза, но и ряда других жизненно важных процессов, таких как клеточная дифференцировка, биогенез мембран, механизмы адаптации и др. По мнению ряда исследователей, значительная часть уникальных генов высших растений похожа на гены цианобактерий и возникла, повидимому, в результате горизонтального эндосимбиотического переноса генов , , . На кафедре генетики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова еще в начале х годов была разработана система генетической трансформации у цианобактерии i . Шестаков, , . В г.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.187, запросов: 145