Вариации структуры и транскрипции митохондриального генома растений сахарной свёклы (Beta vulgaris), отличающихся по экспрессии признака ЦМС

• Автор: Иванов, Михаил Константинович
• Шифр специальности: 03.00.25
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Митохондриальный геном высших растений структура и репликация

1.1.1. Физическая структура и репликация мтДНК высших растений.

1.1.2. Последовательности митохондриального генома растений.

1.2. Экспрессия митохондриальных генов высших растении и ее рефляции

1.2.1. Регу ляция на уровне транскрипции

1.2.2. Этапы процессинга РНК в митохондриях растений. Регуляция экспрессии на этапе

посттранскрипционных модификаций РНК

1.2.3. Регуляция экспрессии, опосредованная структурой митохондриального генома.

1.2.4. Трансляция митохондриальных генов растений. Регуляция экспрессии на
трансляционном и посттрансляционном уровне
1.3. Признак ЦМС у высших растений2Н
1.3.1. Источники ЦМСформ.
1.3.2. Система генетического контроля ЦМС.
1.3.2.1. Ядерные гены системы генетического контроля ЦМС
1.3.2.2. Митохондриальные генетические факторы, вовлеченные в формирование ЦМСЗН
1.3.2.3. Митохондриальные ЦМСассоциированные локусы и предполагаемые
молекулярные механизмы развития ЦМС.
1.3.4. МС у сахарной свеклы vi и ее молекулярные основы
1.3.4.1. Характеристика признака и система его генетической регуляции.
1.3.4.2. Митохондриальный геном сахарной свеклы и особенности его структуры и экспрессии в разных типах цитоплазмы
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Материалы
2.1.1. Реактивы, олигонуклеотиды и клонированные последовательности.
2.1.2. Растительный материал
2.2. Методы
2.2.1. Конструирование клонотек мтДК.
2.2.2. Выделение нуклеиновых кислот
2.2.3. Полимеразная цепная реакция.
2.2.4. Лигирование, трансформация и рестрикционный анализ
2.2.5. Гибридизационные методы.
2.2.6. Обратная транскрипция.
2.2.7. Секвенирование
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Анализ ассоциированных с признаком ЦМС отличий структуры и транскрипции мтДНК сахарной свеклы в районах нескольких геновкандидатов
3.2. Использование модифицированного ИАРПанализа мтДНК сахарной свеклы для поиска детерминант ЦМС.
3.3. Структурные вариации митохондриального генома сахарной свеклы в районах гена гр3 н ог5, ассоциированные с признаком ЦМС
3.4. Вариации структуры и спектров транскрипции мтДНК в аиозиготических потомствах пыльнеетернльных растений сахарной свеклы.
Ф 3.5. Оценка уровня гетероплазмин мтДНК сахарной свеклы в материалах с высокой
изменчивостью признака ЦМС с помощью ПЦР в реальном времени.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При этом количество продуктов трансляции может быть практически одинаковым у растений, существенно отличающихся по размерам мтДНК, но в то же время спектр белков может варьировать в зависимости от ткани, стадии дифференцировки и условий роста. Интерпретация этих данных сложна, поскольку подавляющее большинство белков, обнаруживаемых в митохондриях растений i viv это количество оценивается в , импортируется в эти органеллы из ядра i . Фактически, ни один мультисубъединичный белок митохондрий не кодируется полностью митохондриальным геномом. При этом возможны вариации в уровне экспрессии и даже структуре зрелых мРНК, кодирующих белки, импортируемые в митохондрии растений, в зависимости от ткани и средовых условий . ДНК высших растений в основном содержит гены домашнего хозяйства, кодирующие несколько субъединиц комплексов дыхательной цепи, несколько белков биогенеза цитохрома с, часть белков рибосомального комплекса, а также некоторые мембранные белки транспортной системы. Недавно определена функция двух консервативных рамок ог и оказалось, что они кодируют компоненты 0 комплекса растительной ГоГЛТФсинтазы . На текущий момент известна лишь одна консервативная рамка считывания с неизвестной функцией в мтДНК растений ген , расположенный в одном из ишронов юна и, вероятно, кодирующий матюразоподобный белок. Существенная консервативность этого гена делает его последовательность пригодной для молекулярнофилогенетических исследований . Кроме этого, в мтДНК высших растений закодирована часть рРНК и тРНК митохондриальною аппарата трансляции. У разных видов наблюдаются различия в наборах тРНК. ДНК, так и импортируемых из цитоплазмы . . Гены митохондриальных тРНК растений, судя по всему, имеют двойное происхождение до их происходит от хлоропластной ДНК, оставшаяся часть досталась от гипотетического эубактериального предка митохондрий i . Данные молекулярной филогении свидетельствуют, что скорость переноса ДНК из органелл в ядро на несколько порядков выше, чем обратного переноса. Это объясняют тем, что регуляторные механизмы не в состоянии обеспечить регуляцию экспрессии генов, перенесенных в органеллы из ядра, в отличие от обратного переноса . . Некоторые исследователи полагают, что гены органелл подвергаются большему риску мутировать, чем гены ядра, изза повышенной продукции в митохондриях свободных радикалов кислорода, и это является одним из факторов, стимулирующих перенос генов из органелл в ядро v. Предполагается, что перенос генов из органелл в ядро происходит через стадию РНКкомплсментарных копий v , i , . Судя по данным молекулярного филогенетического анализа, эволюция мтДНК сопровождается частым переносом в ядро генов рРНК, но не генов ферментов ЦПЭ . Что касается генов рибосомальных белков, то для двух из них, 8 и . Некодирующие последовательности мтДНК растений. Ряд генов митохондрий высших растений содержит интроны, большинство из которых относится к группе II и удаляется циссплайсингом. Транссплайсингом вырезаются несколько нитронов в копиях генов , 2 и 5 . Единственный обнаруженный интрон группы I расположен в гене сохI ii . Исследование его распространения среди 1 вида наземных растений из 5 различных родов привело к выводу о его множественном независимом межвидовом переносе . . В число некодирующих последовательностей мтДНК растений входят также последовательности, задействованные в сложной комплексной системе регуляции экспрессии генов митохондрий. Кроме этого, характерным свойством мтДНК высших растений является большая доля последовательностей, гомологичных хлоропластной и ядерной ДНК. Большинство их функционально неактивны i . i, . Перенос ДНК между растительными клеточными органеллами показан только в одном направлении от хлоропластов к митохондриям , .