北京白鸭线粒体基因组的物理结构

线粒体基因组的分子遗传学是一个很有意义的领域。但是对鸟类线粒体基因组还很少研究。我们从北京白鸭肝脏纯化了线粒体DNA(mtDNA)并研究了它的物理结构,包括周长和分子量的测定及物理图谱的建立。线粒体及mtDNA的粗制品用常规方法制得。大部分大分子RNA用2MNaCl沉淀除去,最后用Sepharose 4B柱凝胶过滤纯化mtDNA。用紫外吸收     

用单分子荧光显微术与光学作图法构建水稻BAC克隆DNA的限制性物理图谱

报道一种用于荧光显微镜探测的研究DNA分子与限制性内切酶相互作用的方法。DNA分子经过改进的“分子梳”技术铺展并吸附于化学修饰过的盖玻片表现，然后运用限制性内切酶EcoRⅠ进行原位酶切反应，使DNA分子在固着状态下的反应结果与液相反应相对应，通过单分子荧光显微术直接观测并记录单个DNA分子的酶切反应结果，成功地构建了水稻BAC克隆DNA的限制性物理图谱，为单分子的动态荧光显微镜实施研究和基因组光学作图打下基础。     

2个水稻端粒相关序列的克隆和特性分析

端粒,位于真核生物染色体端部,是DNA和蛋白的复合物,对染色体的复制和稳定起着重要作用.端粒DNA由短重复序列组成,大多数高等植物,这一序列是5′TTTAGGG.相邻于端粒重复序列的是端粒相关序列,往往由中等重复序列组成.与端粒比较,端粒相关序列的显著特点是它的高度多态性,不同物种,甚至同一亚种内不同植物都能给出很高的多态性.因此在基因组RFLP框架图和物理图谱的构建中,端粒相关序列的克隆和分析有重要意义.本文根据水稻端粒重复序列中无限制性内切酶位点,端粒相关序列中可能有内切酶位点     

植物高纯度大分子量核DNA的快速、简便制备方法

大分子量DNA(Megabase-size)的制备是构建YAC(Yeast artificial chromosome),BAC(Bacterial artificial chromosome)等大分子量基因组文库的前提,是绘制大尺度物理图谱的基础,还可以应用于重复序列的宏观研究.但因DNA在制备过程中易被机械剪切和核酸酶消解,所以制备大分子量DNA是比较困难的.最初制备植物大分子量DNA是采用低熔点琼脂糖包埋原生质体的方法,但存在明显的不足:(Ⅰ)植物原生质体的培养费时、费力、费财;(Ⅱ)适应范围有限;(Ⅲ)细胞器DNA污染严重.随后出现的包埋纯化后完整细胞核的制备方法,虽然较好地克服了包埋原生质体方法的缺点,但其制备步骤仍然繁琐,制备的大分子量DNA与细胞残渣、酚类物质(例如苹果)、细胞器DNA及小分子量核DNA混在一起,严重地干扰后续的分子生物学分析与操作.为此,我们利用脉冲电泳技术探索和建立了完善的高纯度大分子量核DNA的制备方法,能有效地克服上述缺点.     

水稻细胞质雄性不育系线粒体DNA的电镜观察

自从本世纪六十年代初期,在线粒体基质中发现存在有DNA后,科学家们对动物、真菌线粒体DNA(mt-DNA)进行了大量的研究。由于线粒体是能量转换的场所,在决定植物生活力和代谢产物方面都起着极其重要的作用,同时线粒体基因组与细胞质雄性不育有关,因此,植物线粒体DNA的结构、编     

人类基因组研究：人类认识自身的跨世纪工程

人类基因组计划(HGP)是当今医学和生物学领域的一项巨大工程。通过遗传连锁图谱分析、物理图谱分析和大规模DNA测序来完成人基因组3×10~9碱基对全部核苷酸的顺序分析,从而为进一步的基因识别奠定基础。其最终目的是要研究人类基因组约10万个相关基因及其结构、生物学功能,这将为阐明人类单基因遗传病和多因素的多基因疾病的发病机制和防治方法提供重要的依据,并对全球生命科学的发展起巨大的推动作用。     

代谢型谷氨酸受体mGluR7的基因组结构及其家族蛋白胞外区的基因组结构比较

L-谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的神经递质, 其代谢型谷氨酸受体mGluR7在正常中枢神经功能和多种神经退行性疾病的病理发生中起着重要作用. 为了研究mGluR7基因相关疾病的生物和遗传基础, 通过从BAC文库中筛选种子克隆和对酶切指纹图谱数据库查询等方法, 构建了覆盖mGluR7全长基因的基因组物理图谱, 并采用鸟枪法策略对图中BAC克隆进行测序与拼接组装, 最终得到准确度为万分之一的完整的基因组序列. 序列分析表明: mGluR7基因是长达880 kb的超大基因; 其基因组GC含量为38%, 重复序列含量为37.5%; 由11个外显子和10个内含子组成, 其中5个内含子长度超过100 kb, 内含子1长达285 kb; 存在2个替换剪接转录本mGluR7a和mGluR7b. 通过比较mGluR基因家族3组8个亚型受体蛋白胞外区的基因组结构, 发现它们对应的基因组结构分为3组, 组内各成员的基因组结构较为保守, 而组间各成员的基因组结构保守性较差. 这种基因组水平的组内保守和组间差异是和蛋白质水平上的保守和差异一致的, 提示这些受体的基本功能在进化的过程中有明显的分化. 在含mGluR7的组内, 尽管组内各成员的基因组结构趋于保守, 但大部分内含子长度变化幅度很大, 揭示基因组结构变化的程度高于蛋白质水平的变化, 这种变化预期是在基因表达的调控上体现其生物属性的.     

扬子鳄的线粒体全基因组与鳄类系统发生

通过酶切、克隆、测序, 结合Long-PCR和Primer Walking法对扬子鳄线粒体DNA基因组进行全序列测定. 结果表明, 扬子鳄线粒体基因组DNA序列全长为16746 bp, 其基因组碱基组成为29.43%A, 24.59%T, 14.86%G, 31.12%C. 与其他大多数脊椎动物相同, 其基因组由13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop)组成. 基因的排列与已测序的鳄类相似. 在全序列分析的基础上, 对12S rRNA基因序列、16S rRNA基因序列、蛋白质编码基因序列及其合并数据用MP法和ML法构建系统发生树, 结果表明扬子鳄与密河鳄的亲缘关系较近, 支持传统观点. 根据ML树的支长数值估计钝吻鳄属发生的时间为74.9 MaBP, 扬子鳄与密河鳄分歧的时间为50.9 MaBP.     

致病性念珠菌DNA的AFLP指纹图谱

半知菌亚门中的念株菌(Candida)约有20个种是人体呼吸道,胃肠道,皮肤及生殖器官的常见腐生菌,它们还是AIDS患者念株菌性鹅口疮、食道炎及侵袭性感染常见的原因.通常的血清学鉴定方法是以不同菌体表面多糖抗原物质的差异为依据,但由于念珠菌有些菌体间抗原物质很相似,相互间有交叉反应,因此很难反映出实际的感染情况;而传统的表型分型法除了受环境因素和真菌本身变异的影响外,还受到实验本身重复性差,操作过程繁琐以及实验结果的判断有时并不十分明确等诸多因素的干扰.因此,建立一种稳定、快速、准确的致病性念珠菌基因分型鉴定方法在临床上对指导诊断和治疗具有重要的意义.由Zabeau等人1992年创立的AFLP(Amplified fragment length polymorphism)技术是目前国际上构建DNA指纹图谱的最新方法之一,该方法结合了RFLP(Restriction frag-ment length polymorphism)技术和RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术的特点,使用人工接头(Adapter)与限制性内切酶酶切的基因组DNA片段连接并以此为DNA模板,合成系列3’-末端随机变化数个碱基且与人工接头序列相互补的PCR引物进行PCR特异条件扩增,经电泳检测后可获得DNA指纹图谱.本研究针对临床上常见的8种致病性念珠菌,以Pst I酶切基因组DNA构建了致病性念株     

脊椎动物线粒体全基因组中的超级保守序列与进化

近年来, 超级保守序列及小RNA研究受到了高度重视, 它们在后基因组时代正起着越来越重要的作用. 通过对540多兆数据的比较分析, 在352种脊椎动物线粒体全基因组中发现了4段独有的超级保守序列, 它们的长度为22~30 bp. 令人惊讶的是, 它们清楚地反映了某些生物种属的不同分类与可能的进化关系, 并且这些发现可以帮助澄清鸟类与爬行类间的进化关系, 推测线粒体并不是低等动物基因组中的一个简单拷贝.     

脉冲场凝胶电泳比较大肠杆菌不同品系基因组DNA的SfiI的酶切图谱

肠杆菌科埃希氏杆菌族埃希氏杆菌属的大肠杆菌(Escherichia coli)的四个品系——K-12、B、C和15及它们的衍生菌株基因组DNA经限制性内切酶Sfi Ⅰ酶切后,用脉冲场凝胶电泳技术比较它们的限制性片段的     

科学家首次精准编辑线粒体基因

正线粒体是细胞关键的能量产生结构。借助一种特殊的细菌酶,研究人员实现了对线粒体基因组的定向改变。此前,即使是流行的CRISPRCas9基因组编辑工具也无法做到这一点。相关论文2020年7月8日发表于英国《自然》。这项技术建立在一种被称为碱     

RECQ5β解旋酶DNA退火特性的动力学研究

RecQ家族解旋酶对维持基因组完整性起着关键作用.许多RecQ家族解旋酶不仅可以打开双链及其他更复杂的DNA结构,而且有意思的是,还具有DNA退火活性.本文通过对DNA退火动力学、平衡态下DNA结合以及与单链DNA解离动力学的一系列测量,系统研究了RECQ5β的DNA退火特性.结果显示,在本研究的反应缓冲液条件下,在没有或存在不同的磷酸核苷因子(AMPPNP,ATPS或ADP)的情况下,当酶分子覆盖约40%~50%DNA单链时,RECQ5β催化的DNA退火效率最高.通过对RECQ5β1~662的比较研究证实,RECQ5β的C末端区域对该酶高的DNA退火活性是必不可少的.本文结果将有助于更好地理解RecQ家族解旋酶催化DNA退火的机理.     

代谢型谷氨酸受体mGluR7的基因组结构及其家族蛋白胞外区的基因组结构比较

L－谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的神经递质，其代谢型丙氨酸受体mGluR7在正常中枢神经功能和多种神经退行性疾病的病理发生中起着重要作用。为了研究mGluR7基因相关疾病的生物和遗传基础，通过从BAC文库中筛选种子克隆和对酶切指纹图谱数据库查询等方法，构建了 覆盖mGluR7全长基因的基因组物理图谱，并采用鸟枪法策略对图中BAC克隆进行测序与拼接组装，最终得到准确度为万分之一的完整的基因组序列。序列分析表明：mGluR7基因是长达880kb的超大基因；其基因组GC含量为38％，重复序列含量为37．5％，由11个外显子和10个内含子组成，其中5个内含子长度超过100kb，内含子1长达285kb； 存在2个替换剪接转录本mGluR7α和mGluR7b。通过比较mGluR7基因家族3组8个亚型受体蛋白胞外区的基因组结构，发现它们对应的基因组结构分为3组，组内各成员的基因组结构较为保守，而组间各成员的基因组结构保守性较差，这种基因组水平的组内保守和组间差异是和蛋白质水平上的保守和差异一致的，提示这些受体的基本功能在进化的过程中有明显的分化。在含mGluR7的组内，尽管组内各成员的基因组结构趋于保守，但大部分含子长度变化幅度很大，揭示基因组结构变化的程度高于蛋白质水平的变化，这种变化预期是在基因表达的调控上体现其生物属性的。     

蠕虫线粒体基因组研究及其应用进展

蠕虫主要包括扁形动物和线虫,其种类繁多,生活方式多样,可寄生于动物和植物体内,引起蠕虫病,其中血吸虫病、棘球蚴病、旋毛虫病等是重要的人兽共患寄生虫病,在世界各地普遍流行,危害严重.蠕虫线粒体基因组的碱基组成、基因结构、基因变异等方面有其特点,这为蠕虫线粒体功能基因组学研究、比较基因组学研究、分子分类学研究、虫种(株)鉴定与分类、生态学研究、分子系统发育和进化分析等提供了重要依据,为蠕虫病的诊断、分子流行病学与生态学调查等分子检测方法的建立奠定了基础.近20年来蠕虫线粒体基因组研究得到了极大发展,迄今为止,已完成蠕虫93个种(虫株)线粒体基因组全序列测定和分析.本文将对蠕虫线粒体基因组序列分析方面的研究进展、应用和今后发展方向作一简要评述.     

从线粒体和叶绿体基因组的结构看生物基因组的进化

通过分析各类真核生物线粒体和叶绿体基因组的大小与结构,得出这两种细胞器基因组都有小基因组与大基因组两种形式以及与之对应的结构特点,从而都是通过两种进化途径从它们各自祖先的基因组发展成为现代的线粒体和叶绿体基因组的结论。比较细胞器基因组与核（类核）基因组的存在和性质,发现类似的两种途径同样可以说明核（类核）基因组的进化。结合这三种基因组的起源问题,提出了一个生物基因组起源和进化的统一模式。     

黄瓜线粒体线形类质粒pC4的核酸序列和性质

津研四号黄瓜线粒体中除了主环DNA外,还有4种类质粒（pC1,pC2,pC3,pC4)。电子显微镜观察结果表明pC4为线形类质粒。将pC4克隆至E.coli JM109中,对pC4进行序列测定和分析。pC4全长370bp,是已知的植物线粒体类质粒中最短的,pC4富含AT,有多个正向和反向重复序列,其两端为35bp的正向重复序列。pC4中的ORF都较短,不足以编码有功能的蛋白。对pC4进行同源性检测,发现pC4与线粒体主DNA和叶绿体DNA缺乏同源性,而与核DNA有同源性。在其他没有线粒体类质粒的黄瓜品种核基因组中也存在pC4的同源序列,pC4与黄瓜不同品种核基因组的杂交带型有一定差别。     

中国对虾遗传连锁图谱的构建

中国对虾是中国重要的水产资源之一, 其自然群体主要分布于中国黄渤海沿海海域和朝鲜半岛海域. 中国对虾遗传连锁图谱的构建, 可以加速分子标记辅助育种和控制重要经济性状基因鉴定的研究, 为中国对虾遗传改良和优良品种的培育提供基础信息. 利用中国对虾F₂群体家系和AFLP分子标记技术进行了中国对虾遗传连锁图谱的构建. 利用55对AFLP引物组合对F₂家系的110个个体进行了研究, 检测到532个符合作图策略的AFLP标记. 对于符合3∶1比例的分离位点利用F₂自交模型构建性别平均连锁图谱, 对于符合1∶1比例的分离位点利用拟测交理论分别构建中国对虾的雌性和雄性遗传连锁图谱. 雌性遗传图谱分别由103标记组成28个连锁群, 没有未连锁标记, 图谱长度分别为1090 cM. 雄性遗传图谱由144个标记构成35个连锁群, 有10个未连锁标记, 图谱长度分别为1617 cM. 中国对虾雄性遗传连锁图谱比雌性遗传连锁图谱长32.6%, 这可能说明中国对虾不同性别存在不同的重组率. 性别平均遗传图谱有44个连锁群, 由216个标记组成, 有2个未连锁标记, 图谱实际长度为1772.1 cM. 中国对虾遗传连锁图谱基因组估计长度为2420 cM, 符合与人类基因组相比的对虾类基因组长度. 通过皮尔逊相关系数检测认为AFLP标记在中国对虾图谱上分布均匀. 本研究利用AFLP标记构建的中国对虾遗传连锁图谱为中国对虾基因组研究和遗传改良提供一定的基础, 同时开发的微卫星标记也为遗传连锁图谱的整合提供条件.     

基于三角褐指藻全基因组假基因的识别及相关生物信息学分析

假基因是与功能基因序列相似,但不能表达为功能蛋白质的DNA序列.识别和注释假基因是认识基因组的结构功能的关键.三角褐指藻属于海洋硅藻,富含不饱和脂肪酸,目前其全基因组信息已经解析.为了识别三角褐指藻基因组中的假基因,本研究采用生物信息学的方法构建了从三角褐指藻的基因组中寻找假基因的流程,得到1654条加工假基因、714条非加工假基因和4729条假基因片段.结果表明,尽管三角褐指藻属于低等光合生物,其基因组中存在较多假基因及假基因片段.     

群体遗传学家愈受青睐

随着疾病易感性基因计划———如DNA分子基因组图谱计划的实施 ,群体遗传学家不仅要研究遗传学 ,还要精通数学和统计学 ,这样才能满足时代的要求