ХАРАКТЕРИСТИКА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ИНТРОНА МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА NAD1 У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА VICIA L. (СЕМ. FABACEAE LINDL.)


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Впервые определены последовательности b/c интрона митохондриального гена Nad1 у представителей 13 видов Vicia. Показано, что последовательность интрона гена Nad1 у исследованных представителей рода характеризуется высокой консервативностью. Всего было идентифицировано 23 вариабельных сайта и 11 инделей при длине интрона 1421-1447 п. н. По результатам фолдинга пре-мРНК интрона были определены основные элементы его вторичной структуры, а также сайты междоменных взаимодействий. Охарактеризованы особенности первичной и вторичной структуры интрона Nad1 у Vicia.

Об авторах

Наталья Николаевна Рыжова

Центр «Биоинженерия» РАН РФ, Москва, РФ

Email: rynatalia@yandex.ru

Елена Андреевна Дьяченко

Центр «Биоинженерия» РАН РФ, Москва, РФ

Email: dyachenko-el@yandex.ru

Маргарита Афанасьевна Вишнякова

Всероссийский институт растениеводства им.Н.И.Вавилова, Санкт-Петербург, РФ

Email: m.visnyakova@vir.nw.ru

Елена Зауровна Кочиева

Центр «Биоинженерия» РАН РФ, Москва, РФ

Email: ekochieva@yandex.ru

Список литературы

  1. Рыжова Н. Н. Структурные особенности интрона гена rps16 у представителей Allium sativum и родственных видов Allium/Рыжова Н. Н., Холда О. А.,
  2. Кочиева Е. З.//Молекулярная биология. 2009. Т. 43. № 5. С. 1-11.
  3. Станкевич А. К. Вика. Культурная флора / Станке- вич А. К., Репьев С. И. // Ред. Репьев С. И. СПб.: ГНЦ-ВИР, 1999. Т. 4. 491 с. 3. Alefeld. F. Genus Vicia L. / Alefeld. F. // Bonpandia. 1861. Vol. 9. P. 66-199.
  4. Bonen L. Cis-and trans-splicing of group II introns in plant mitochondria/Bonen L.//Mitochondrio N. 2006. Vol. 8. P. 26-34.
  5. Burban C. Phylogeography of maritime pine inferred with organelle markers having contrasted inheritance/Burban C., Petit R. J.//Molecular Ecology. 2003 Vol. 12. P. 1487-1495.
  6. Dai L. A three-dimensional model of a group II intron RNA and its interaction with the intron-encoded reverse transcriptase/Dai L., Chai D., Gu S. Q., Gabel J., Noskov S. Y., Blocker F. J., Lambowitz A. M., Zimmerly S.,//Mol Cell. 2008. Vol. 30. P. 472-485.
  7. Davis C. C. Gene transfer from a parasitic flowering plant to a ferN./Davis C. C., Anderson W. R. and Wurdack K. J.//Proc. R. Soc. 2005. Vol. 272. P. 2237-2242.
  8. Davis C. C. Host-to-parasite gene transfer in flowering plants: Phylogenetic evidence from Malpighiales/Davis C. C., Wurdack K. J.//Science. 2004. Vol. 305. P. 676-678.
  9. Demesure B. A set of universal primers for amplification of polymorphic non-coding regions of mitochondrial and chloroplast DNA in plants/Demesure B., Sodzi N., and Petit R. J.//Mol. Ecol. 1995. Vol. 4. P. 129-131.
  10. Dombrovska O. Distribution of introns in the mitochondrial gene Nad1 in land plants: phylogenetic and molecular evolutionary implications/Dombrovska, O., Qiu, Y. L.//Mol. Phylogenet. EVol. 2004. Vol. 32. P. 246-263.
  11. Edwards S. K. Simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis/Edwards S. K., Thompson J. C.//Nucleic Acids Res. -1991. Vol. 19. P. 1349.
  12. Farre J. C. RNA splicing in higher plant mitochondria: determination of functional elements in group II intronfrom a chimeric cox II gene in electroporated wheat mitochondria/Farre J. C., Araya A.//Plant J. 2002.Vol. 29. P. 203-213.
  13. Freudenstein J. V. Analysis of mitochondrial nad1b-c intron sequences in Orchidaceae: utility and coding of lengthchange characters/Freudenstein J. V., Chase M. W.//Systematic Botany. 2001. Vol. 26. P. 643-657.
  14. Hausner G. Origin and evolution of the chloroplast trnK (matK) intron: a model for evolution of group II intron RNA structures/Hausner G., Olson R., Simon D., Johnson I., Sanders E. R., Karol K. G., McCourt R. M., Zimmerly S.//Mol. Biol. EVol. 2006. Vol. 23. P. 380-391.
  15. Keating K. S. A structural analysis of the group II intron active site and implications for the spliceosome/Keating K. S., Toor N., Perlman P. S., Pyle A. M.//RNA. 2010. Vol. 16. P. 1-9
  16. Kelchner S. A. The evolution of noncoding chloroplast DNA and its application in plant systematics/Kelchner S. A.//Annals of the Missouri Botanical Gardens. 2000. Vol. 87. P. 482-498.
  17. Kelchner S. A. Group II introns as phylogenetic tools: structure, function and evolutionary constraints/Kelchner S. A.//American Journal of Botany. 2002. Vol. 89. P. 1651-1669.
  18. Keren I. AtnMat2, a nuclear-encoded maturase required for splicing of group-II introns in Arabidopsis mitochondria/Keren I., Bezawork-Geleta A., Kolton M. et al.//RNA. 2009. Vol. 15. P. 2299-2311
  19. Koonin E. V. The origin of introns and their role in eukaryogenesis: A compromise solution to the intronsearly versus introns-late debate?/Koonin E. V.//Biol Direct. 2006. Vol. 1. P. 1-23.
  20. Kupicha F. K. The infrageneric structure of Vicia./Kupicha F. K.//Notes from the Royal Botanic Garden. Edinburg. 1976. Vol. 34. N 3. P. 287-326.
  21. Lambowitz A. M. Mobile group II introns/Lambowitz A. M., Zimmerly S.//Annu Rev Genet. 2004. Vol. 38. P. 1-35.
  22. Laroche J. Molecular evolution of angiosperm mitochondrial introns and exons/Laroche J., Li P., Maggia L., Bousquet J.//Proc Natl Acad Sci USA. 1997. Vol. 94. 5722-5727.
  23. Lencastre A. Three essential and conserved regions of the group II intron are proximal to the 59-splice site/Lencastre A., Pyle A. M.//RNA. 2008. Vol. 14. P. 11-24.
  24. Li-Pook-Than J. Multiple physical forms of excised group II intron RNAs in wheat mitochondria/Li-Pook-Tha, J., Bonen L.//Nucleic Acids Res. 2006. Vol. 34. P. 2782-2790.
  25. Lohne C. Molecular evolution and phylogenetic utility of the petD group II intron: a case study in basal angiosperms/Lohne C., Borsch T.//Mol. Biol. EVol. 2005. Vol. 22. P. 317-332.
  26. Michel F. Comparative and functional anatomy of group II catalytic introns a review/Michel F., Umesono K., Ozeki H.,//Gene. 1989. Vol. 82. P. 5-30.
  27. Molina-Sanchez M. D. Excision of the Sinorhizobium meliloti group II intron RmInt1 as circles in vivo/Molina-Sanchez M. D., Martinez-Abarca F., Toro N.//J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281. P. 28737-28744.
  28. Nakagawa N. A mutation in At-nMat1a, which encodes a nuclear gene having high similarity to group II intron maturase, causes impaired splicing of mitochondrial NAD4 transcript and altered carbon metabolism in Arabidopsis thaliana/Nakagawa N., Sakurai N.//Plant Cell. Physiol. 2006. Vol. 47. P. 772-783.
  29. Qiao C. Y. Phylogeny and Biogeography of Cedrus (Pinaceae) Inferred from Sequences of Seven Paternal Chloroplast and Maternal Mitochondrial DNA Regions/Qiao C. Y., Ran J. H., Li Y., Wang X. Q.//Annals of Botany. 2007. Vol. 100. N. 3. P. 573-580.
  30. Renner S. S. Biogeography of the Pistia clade (Araceae) based on cp and mtDNA sequences and Bayesian divergence time inference/Renner S. S., Zhang L. B.//Syst. Biol. 2004. Vol. 53. N. 3. P. 422-432.
  31. Shaw J. The tortoise and the hare II: relative utility of 21 noncoding chloroplast DNA sequences for phylogenetic analysis/Shaw J., Lickey E. B., Beck J. T., Farmer S. B., Liu W., Miller J., Siripun K. C., Winder C. T.,
  32. Schilling E. E., Small R. L.//American Journal of Botany. 2005. Vol. 92. P. 142-166.
  33. Soranzo N. An example of microsatellite length variation in the mitochondrial genome of conifers/Soranzo N., Provan J., Powell W.//Genome. 1999. Vol. 42. P. 158-161.
  34. Tamura K. MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0/Tamura K., Dudley J., Nei M., Kumar S.//Molecular Biology and EvolutioN. 2007. Vol. 24. P. 1596-1599.
  35. Toor N. Coevolution of group II intron RNA structures with their intron-encoded reverse transcriptases/Toor N., Hausner G., Zimmerly S.//RNA. 2001. Vol. 7. P. 1142-1152.
  36. Vogel J. Lariat formation and a hydrolytic pathway in plant chloroplast group II intron splicing/Vogel J.,Borner T.//EMBO J. 2002. Vol. 21. P. 3794-3803.
  37. Won H. Horizontal gene transfer from flowering plants to Gnetum/Won H., Renner S. S.//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. Vol. 100. P. 10824-10829.
  38. Won H. 2006. Dating dispersal and radiation in the gymnosperm Gnetum (Gnetales) clock calibration when outgroup relationships are uncertain/Won H., Renner S. S.//Syst. Biol. 2006. Vol. 55. N 4. P. 610-622.
  39. Zimmerly S. Phylogenetic relationships among group II intron ORFs/Zimmerly S., Hausner G., Xu-chu W.//Nucleic Acids Res. 2001. Vol. 29. P. 1238-1250.
  40. Zuker M. Mfold web server for nucleic acid folding and hybridization prediction/Zuker M.//Nucleic Acids Res. 2003. Vol. 31. P. 3406-3415.

© Рыжова Н.Н., Дьяченко Е.А., Вишнякова М.А., Кочиева Е.З., 2011

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах