擬南芥中DNase和RNase的預(yù)測及功能分析.pdf

1、核酸的降解在細胞的生活周期中具有重要的指示和調(diào)控作用。DNA的降解通常作為細胞衰老死亡的起始，并且被當(dāng)做植物對營養(yǎng)物質(zhì)再利用的途徑。而RNA降解決定的有效轉(zhuǎn)錄本的含量更是基因表達在轉(zhuǎn)錄后水平進行調(diào)控的重要途徑。已有的研究表明，核酸酶的功能和結(jié)構(gòu)分化存在多樣性，并且其調(diào)控機制、保守結(jié)構(gòu)、參與的生化過程無一致性。在高等植物中對于核酸降解相關(guān)核酸酶的鑒定與功能機制研究遠遠少于其在微生物以及動物中的研究。而在模式生物擬南芥中，對于核酸降解過程，

2、尤其是DNA降解過程相關(guān)核酸酶的結(jié)構(gòu)及功能分類更是鮮有報道。另外，在已有的對含有核酸酶保守結(jié)構(gòu)域的功能蛋白進行的研究中，有文章指出核酸酶的保守結(jié)構(gòu)域作為參與磷酸鍵剪切催化過程的功能域，其底物除了可以是核酸外，也可以是其他含有磷酸鍵的化合物。在擬南芥中多數(shù)與核酸降解相關(guān)的核酸酶突變體或含有核酸酶保守結(jié)構(gòu)域蛋白的功能缺失突變體都表現(xiàn)出生長發(fā)育的畸形和一些生物及非生物脅迫的抗逆表型。
　　本課題從專一的核酸降解角度出發(fā)，基于完善的擬南芥

3、基因組及轉(zhuǎn)錄組注釋，對參與DNA或RNA降解過程中的核酸酶進行預(yù)測，并通過表達模式分析及功能檢測，探索核酸降解與非生物脅迫抗性的關(guān)系。
　　在模式植物擬南芥中，我們通過蛋白注釋功能分析篩選到29個 DNase基因和31個RNase基因。我們對預(yù)測得到的DNase和RNase進行了具體的研究：
　?。?）利用生物信息學(xué)網(wǎng)站和軟件，分析了核酸酶基因的蛋白信息與亞細胞定位，結(jié)果顯示DNase集中定位于細胞核、細胞質(zhì)和葉綠體，而RN

4、ase家族成員的定位更廣泛，在胞外和線粒體中也有分布，且核酸酶功能域更豐富；
　　（2）通過分別對DNase和RNase家族成員進行進化樹繪制我們發(fā)現(xiàn)，在同一家族中各成員之間進化關(guān)系并不密切；
　　（3）利用芯片數(shù)據(jù)對DNase和RNase家族成員的表達模式進行了分析，結(jié)果顯示大部分核酸酶，尤其是RNase家族成員，在不同組織中均有表達；
　　（4）核酸酶基因逆境脅迫誘導(dǎo)表達檢測和突變體抗逆表型鑒定的結(jié)果顯示，大部分核