Определение и анализ нуклеотидных последовательностей митохондриального и хлоропластного геномов диатомовой водоросли Synedra acus

• Автор: Галачьянц, Юрий Павлович
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

а.о. - аминокислотные остатки АГ — аппарат Гольджи ЖК - жирные кислоты мтДНК - митохондриальная ДНК н.о. - нуклеотидные остатки ОРС — открытая рамка считывания ОТ - обратная транскриптаза п.н. - пары нуклеотидов рРНК - рибосомная РНК тРНК - транспортная РНК хпДНК - хлоропластная ДНК

шЭПР - шероховатый эдноплазматический ретикулум ЭПР - эдноплазматический ретикулум

BLAST - Basic Local Alignment Search Tool (семейство компьютерных программ для поиска сходства нуклеотидных или аминокислотных последовательностей)

СМВ - Coscinodiscophyceae/Mediophyceae/Bacillariophyceae

IR - inverted repeat (инвертированный повтор)

LSC - large single copy region (большая уникальная область хпДНК)

RuBisCO — рибулозобисфосфат-карбоксилаза/оксигеназа

SSC - small single copy region (малая уникальная область хпДНК)

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Общая биологическая и экологическая характеристика Bacillariophyta
1.2. Bacillariophyta входят в группу разножгутиковых эукариот
1.3. Эволюционная история диатомовых водорослей
1.3.1. Палеонтологическая летопись диатомей
1.3.2. Формирование и дивергенция отдельных групп Bacillariophyta
1.4. Эндосимбиотические органеллы разножгутиковых организмов
1.4.1. Происхождение и сравнительная морфология митохондрий Heterokonta
1.4.2. История приобретения пластид в группе Chromista
1.4.2.1. Формирование фотосинтезирующих органелл в процессе первичного эндосимбиоза
1.4.2.2. Эволюционная история и структурная организация пластид диатомовых водорослей
1.4.2.3. Феномен серийного эндосимбиоза в контексте палеоклимата
1.5. Геномика диатомовых водорослей и родственных организмов
1.5.1. Перспективность применения филогеномного подхода
1.5.2. Сложная эволюционная история диатомей привела к необычной комбинации генов, функционирующих в пределах одной клетки
1.5.3. Перенос пластидных генов в ядерный геном в процессе эндосимбиоза
1.5.4. Митохондриальные геномы Heterokonta
1.5.5. Полные пластидные геномы Chromista
1.5.6. Организация пластидных геномов Chromista
1.5.7. Сравнительный анализ хлоропластных геномов диатомей

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2Л. Определение нуклеотидной последовательности и первичный анализ митохондриального генома S
2.1.1. Получение ДНК и пиросеквенирование
2Л .2. Сборка митохондриального генома
2Л.З. Аннотация
2.2. Сравнительный анализ митохондриальных геномов
2.2.1. Сравнительно-геномный анализ мтДНК диатомей
2.2.2. Анализ геномных перестановок в мтДНК диатомовых и бурых водорослей
2.2.3. Филогенетический анализ генов сох
2.2.4. Филогенетический анализ последовательностей ОТ-доменов из интронов группы II
2.3. Определение нуклеотидной последовательности хлоропластного генома S
2.3.1. Получение ДНК
2.3.2. Пиросеквенирование и предварительная сборка последовательностей
2.3.3. Получение и секвенирование библиотеки парно-сопряженных фрагментов
2.3.4. Картирование коротких последовательностей Illumina на хлоропласт-специфические контиги
2.3.5. Аннотация
2.4. Анализ хлоропластных геномов диатомовых водорослей
2.4.1. Сравнительно-геномный анализ хпДНК диатомей
2.4.2. Анализ гена atpF
2.4.3. Поиск и анализ ядерного гена асрр, продукт которого имеет хлоропластнуго локализацию

SSC). Плечи инвертированного повтора IRa и IRb имеют протяженность 6-76 тыс. п.н. и несут опероны, кодирующие гены рРНК. Такая организация является общей чертой большинства пластидных геномов (Turmel, Otis, Lemieux, 1999) и отражает факт происхождения всех пластид в результате единичного события симбиогенеза цианобактерии и гетеротрофной эукариотической клетки. В редуцированных геномах бесцветных пластид, как, например, у гетеротрофной криптофитовой водоросли Cryptomonas paramecium, а также у представителей некоторых групп автотрофных Chromista, таких как пелагофитовые и золотистые водоросли, хпДНК которых опеределены, четырех-составная структура пластидного генома отсутствует.
В большинстве случаев пластидный геном несет от 100 до 200 генов, среди которых имеются гены 5S, 16S и 23 S рРНК, набор генов тРНК и порядка 80 белков, вовлеченных в процессы первичного фотосинтеза, транскрипции и трансляции генов хпДНК, а также ряд генов, функции которых не определены. Интересным наблюдением является наличие трех уникальных открытых рамок считывания (ycf88, ус/89 и ус/90) с неизвестной функцией в трех геномах диатомей (Oudot-Le Secq et al., 2007). Хлоропластные геномы автотрофоных организмов несут 45 общих пластидных генов, найденных во всех геномах, известных на настоящее время. В более узких линиях автотрофных эукариот насчитывается большее количество общих генов. Для трансляции белок-кодирующих генов хпДНК используется пластидный генетический код, который отличается от стандартного генетического кода наличием дополнительных старт-кодонов.
1.5.7. Сравнительный анализ хлоропластных геномов диатомей
Известные хлоропластные геномы красных водорослей несут большее количество генов, чем хлоропластные геномы Chromista. Это предполагает, что перенос пластидных генов в ядерный геном продолжался после установления вторичного симбиогенеза. Сравнение состава генов хпДНК хлорофилл-с