Особенности структуры хлоропластного генома гречихи (Fagopyrum esculentum (L.)Moench) и оценка возможности применения кодирующих и некодирующих хлоропластных последовательностей в филогенетическом анализе

• Автор: Логачева, Мария Дмитриевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Оглавление.
1 Введение.

2 Обзор литературы.

2.1 Общий план строения и особенности хлоропластных геномов 9 высших растений.

2.2 Закономерности эволюции хлоропластных геномов

2.3 Применение полных последовательностей хлоропластного генома для реконструкции филогении растений.

2.4 Некодирующие участки хлоропластного генома, особенности

ИХ структуры, ЭВОЛЮЦИИ И использование В филогенетическом

анализе.

3. Материалы и методы.

3.1 Растительный материал.

3.2 Подбор праймеров для амплификации и секвенирования хлоропластного генома гречихи
3.3 Выделение ДНК, амплификация и секвенирование.
3.4 Сборка полной последовательности контига и аннотация хлоропластного генома.
3.5 Выравнивание и филогенетический анализ.
3.6 Анализ случайных выборок и сравнение возможности использования генов для реконструкции филогении.
4 Результаты и обсуждение.
4.1 Опрсдсние и анализ полной нуклеотидной последовательности хлоропластного генома гречихи.
4.1.1 Универсальные праймеры и возможность их использования
для амплификации и секвенирования хлоропластных геномов
цветковых растений.
4.1.2 Структурный и сравнительный анализ хлоропластного генома гречихи.
4.1.3 Границы инвертированного повтора хлоропластного генома гречихи и других представителей Роопасеае.
4.2 Филогенетический анализ цветковых растений с
использованием последовательностей хлоропластных генов.
4.2.1 Анализ объединенного набора из гена.
4.2.2 Редактирование РНК генов гр, гиРНО и рзЫ, и возможные пути его эволюции.
4.3 Анализ случайных выборок и оценка филогенетической значимости отдельных хлоронластных генов и групп генов. 4.4 Изучение полиморфизма нскодирующих участков
хлоропластной ДНК на примере спейсера 1гпНрзЬЛ у близких видов и возможности их использования для реконструкции филогении на низком таксономическом уровне.
5 Заключение.
6 Выводы.
7 Список работ, опубликованных по теме диссертации.
8 Список литературы.
9 Приложения
9.1 Приложение 1. Данные, использованные при проведении филог енетического анализа.
9.2 Приложение 2. Праймеры, использованные для амплификации и секвенирования.
9.3 Приложение 3. Анализ длины межгенных спейсеров.
9.4 Приложение 4. Аннотация хлоропласт ного генома Разору гит еси1еМит.
9.5 Приложение 5. Оценка филогенетической значимости хлоропластных генов.
9.6 Приложение 6.
1 ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность


Интересно, что нуклеотидная последовательность гена одной из тРНК изолейцина содержит на месте антикодона последовательность , характерную для антикодона метионина. Цитозин в этой последовательности подвергается модификации, что позволяет предотвратить распознавание этой тРНК метионинового кодона , , . У водорослей гены всех тРНК непрерывны, а у высших растений 6 из них имеют ингроны, причем длина некоторых из них может достигать нп. В интронах могут располагаться целые гены так, интрон гена лизинозой тРНК у высших растений и харовых водорослей содержит открытую рамку считывания, кодирующую белок матуразу . . Генов рибосомных РНК в хлоропластном геноме 4 это гены , 5 и 4. рРНК, входящих в состав большой субчастицы и , входящей в состав малой субчастицы. , 5 и рРГК прокариот ген 4. , характерный только для хлоропласто высших растений, гомологичен 3концу рРНК прокариот. Консервативность характерна не только для последовательностей генов рРНК характер их расположения в геноме также консервативен. Они находятся в инвертированном повторе и составляют кластер 4. 5. Этот порядок не нарушен ни у одного из известных высших растений, даже у тех, хлоропластный геном которых отличается многочисленными перестановками i, i . . Помимо рибосомных РЖ, хлоропластный геном кодирует и белковые компоненты рибосомы. Всего в состав хлоропластных рибосом входит около различных полипептидов, из них примерно треть кодируется хлоропластным геномом. Набор генов рибосомных белков может несколько отличаться у разных видов, причем потери генов происходят независимо в не связанных непосредственным родством групп растений. Так, ген 6 отсутствует у мохообразного i . i ii i . i i . У бобовых также нет в хлоропластном геноме гена рибосомного белка гр2, но в отличие от 6, эта черта, по всей видимости, является общей для всего семейства . Показано, что у бобовых находи тся в ядерном геноме, причем перенос в ядро сопровождался приобретением двух новых частей интрона типичный хлоропалстный гр2 не имеет нитронов и экзона, кодирующего терминальный транзитный пептид . Ген i у шпината представлен псевдогеном, который транскрибируется, но не дает никакого функционального белкового продукта . В ходе эволюции растений могли происходить не только потери генов, но и отдельных их частей так, в нескольких группах цветковых растений гены гр и не имеет нитрона, хотя у большинства видов он есть i . i . Ещ одна группа генов, общая для хлоропластных геномов всех фотосинтезирующих растений это гены, кодирующие различные субъединицы пластидной РНКполимеразы. В экспрессии хлоропластных генов принимают участие два типа РНКполимераз. Одна кодируется ядерным геном , , это РНКполимераза фагового типа, она наиболее активна на ранних стадиях развития пластид и транскрибирует гены, относящиеся к системам транскрипции и трансляции. Вторая РНКполимераза бактериального типа, основная часть е состоит из 4 различных субъединиц а, 3, Р и Р, кодируемых геномом пластид. Единственное исключение составляет мох i , у которого асубъединица кодируется ядерным геномом . i . Для взаимодействия этой РНКполимеразы с промотором ей необходима дополнительная субъединица ст. Различные варианты осубъединиц кодируются ядерным геномом. Эта РНКполимераза гранскрибирует преимущественно гены, продукты которых участвуют в фотосинтезе Лысенко, Кузнецов . Гены р, Р и Рсубъединиц гров, и гроС разорван нитроном. Ген асубъсдиницы гроЛ находится в составе оперона , включающего в основном гены рибосомных белков. Помимо этого, в хлоропластном геноме есть гены, кодирующие белки, необходимые для различных процессов метаболизма.