纤毛虫大核发育过程中的IES序列分析

论文摘要

纤毛虫是一种低等的单细胞真核生物,其主要特征是具有两种类型的细胞核:一个大核,一个或多个小核。在纤毛虫的有性生殖过程中,亲代大核发生降解,新的大核由小核合子核分裂产物之一发育而来。在小核向大核发育过程中,小核内的DNA进行一系列的程序化的基因重组,包括染色体断裂、连接、内部删除序列（Internal Eliminated Sequences,IES）的删除、基因两端端粒的附加以及基因扩增等。如何精确识别和删除IES序列,一直吸引着分子细胞生物学家们对其进行研究。本研究以纤毛虫类中具有代表性的种属——草履虫（Paramecium）、四膜虫（Tetrahymena）和游仆虫（Euplotes）中的IES序列为研究对象,通过序列统计、比对和搜索等分析,寻找纤毛虫IES序列的共同特征,为IES的起源与进化提供新的证据。从GenBank数据库中查找得到草履虫、四膜虫和游仆虫中含有IES的小核基因15种,其中共含有43个IES序列。对43个IES的长度、A/T含量、可能的密码子数量及边界序列进行了对比分析。分析表明每个IES中都含有终止密码子,说明IES是原始DNA序列中积累了大量点突变的结果。这样的突变使正常DNA失去了编码能力,并导致A/T平均含量达到80%,使DNA二级结构发生改变的可能性增加,这几种因素共同作用,最终导致了IES的删除现象。为了找到新的IES,我们克隆了八肋游仆虫（Euplotes octocorinatus）中心蛋白（Centrin）、微管蛋白（β-Tubulin）、肽链释放因子1（eRF1）和肽链释放因子3（eRF3）的小核基因,分别与相应的大核基因对比,但结果证明这4种小核基因中不含IES。又从八肋游仆虫大核DNA中克隆得到一种新Rab基因,该基因全长827 bp,两端为端粒序列,开放阅读框长633bp,编码210个氨基酸,在遗传密码使用上,该基因内部含有4个通用终止密码子TGA,在此编码半胱氨酸,并以TAG作为终止密码子。在NCBI上经BLAST序列比对发现,该基因拟编码的蛋白与其他物种Rab8蛋白的氨基酸序列同源性达45%～54%,具有Rab家族保守的结构特征,因此我们将它命名为Eorab8。Eorab8与其他物种的Rab8蛋白构建进化树,发现该蛋白的进化与物种的进化地位基本一致,说明该基因在细胞中可能具有重要功能。从八肋游仆虫中Eorab8小核基因也是633bp,与大核中的Eorab8的开放阅读框长度相同,证明其小核基因中不含IES。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 纤毛虫的特殊性
• 1.1 核的多态性
• 1.2 密码子使用的通用性与特殊性
• 1.3 纤毛虫作为实验动物的优势
• 2 IES研究进展
• 2.1 大核的发育
• 2.2 大核发育过程中的DNA重排
• 2.3 IES的一般特征
• 2.4 DNA删除与重排机理
• 3 本实验室相关研究工作及其意义
• 第二章 已知IEs的信息学分析
• 1 从GenBank中获得已知IES序列
• 1.1 数据库
• 1.2 搜索工具
• 1.3 搜索条件与方法
• 1.4 搜索结果
• 2 IES序列分析
• 2.1 IES的一般特征分析
• 2.2 IES序列搜索分析
• 2.3 讨论
• 第三章 八肋游仆虫中IES实验研究
• 1 知序列的小核基因分离实验
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 结果与讨论
• 2 新基因的大、小核分离与对比实验
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 2.3 结果与分析
• 2.4 讨论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文
• 个人简介及联系方式