چکیده
کارهای اخیر نشان داده است که بعضی از کدون های نادر گاهی برای تنظیم بیان ژن اختصاصی درباکتری استفاده می شود.علاوه بر این، سطوح سلولی tRNA های خاص ممکن است با شرایط رشد نوسان کنند.شواهد نشان میدهد که چنین مکانیسم های در کنترل فتوسنتز در روداباکتر،حلالیت زدن در کلوستریدیوم، اسپورالاسیون در استرپتومایسس وتغییر شکل فامبلیس در E. coli خلاصه شده است.پیشنهاد می شود که که چنین سازوکارهایی برای کنترل تعداد زیادی از کارهای تخصصی دیگربه اثبات خواهد رسید و این ابزارهای تجربی
1-مقدمه
در سال ۱۹۸۹، برینکمن بیان کرد که پروتئین های یوکاریوتی مانند سازنده پلاسمینوژن نوع بافت انسان، پروووکیناز و پروتئین gp41 HIV،که دارای محتوای بالایی از کدون های نادر در ژن های مربوطه هستند، در E.coli خیلی کم بیان می شوند.علاوه بر این، القا بیان هر یک از این ژن های رمزگذاری شده با پلاسمید هترولوژیکی برای کشف شد تا تقسیم سلولی و بی ثباتی پلاسمید را مهارکند.قابل توجه است که وقتی باکتری ها به طور همزمان با یک پلاسمید با dna Ygene ارائه می شوند، کدگذاری یک tRNA نادر (tRNA ~، ~ A)، تولید پروتئین های یوکاریوتی در پلاسمید افزایش یافت درحالی که ثبات و زنده ماندن سلول ها بهبود یافته بود.[1] در حالی که این مشاهدات برای مهندسان زیست شناسی قابل توجه وکاربردی بود، آنها مشاهدات و تجربیاتی را پیش بینی کردند که بیان میکردند استفاده از کدون های نادر برای عملکرد های خاص و متفاوت در باکتری میتواند مکانیزم کلی برای اطمینان از زمان مناسب و بیان فضایی ژن های کدبندی شده را فراهم کند. اگرچه این فرضیه دور از دسترس است کارهای انجام شده در کتابخانه های مختلف شواهد غیرمستقیمی را نشان می دهد که بیان می کند استفاده از کدون های نادر از اهمیت کارکردی در محدود کردن یا تعریف کردن بیان ژن مناسب برخوردار است.در اینجا شواهدی را خلاصه میکنیم که با این موضوع مرتبط هستند و این پیشنهاد را تایید می کنند که مکمل tRNA های موجود در یک باکتری خاص تحت یک مجموعه از شرایط رشد ممکن است با زیر مجموعه دیگری از شرایط رشد متفاوت باشند.
Abstract
Recent work has suggested that rare codons are sometimes used for the regulation of specialized gene expression in bacteria. Moreover, the cellular levels of certain tRNAs may fluctuate with growth conditions. Evidence implicating such mechanisms in the control of photosynthesis in Rhodobacter, solventogenesis in Clostridium, sporulation in Streptomyces, and fimbrial phase variation in E. coli is summarized. It is suggested that such mechanisms will prove applicable to the control of numerous additional specialized functions, and that the empirical tools for testing this possibility are currently available.
1. Introduction
In 1989, Brinkman et al. noted that eukaryotic proteins such as the human tissue type plasminogen activator, prourokinase, and the gp41 protein of HIV, which have a high content of rare codons in their respective genes, are poorly expressed in E. coli [1]. Moreover, induction of the expression of any one of these heterologous, plasmid-encoded genes was found to inhibit cell division and cause plasmid instability. Most remarkably, when the bacteria were simultaneously provided with a plasmid bearing the dna Ygene, encoding a rare tRNA (tRNA~,~A/AGG), production of the eukaryotic proteins was increased while plasmid stability and cell viability improved [1]. While these observations were of considerable practical significance to the bioengineer, they foreshadowed observations and experiments that would suggest that the use of rare codons for specialized or differentiation-specific functions in bacteria might provide a general mechanism to ensure proper temporal and spatial expression of the encoding genes. Although this hypothesis is still far from established, work in several laboratories has provided indirect evidence suggesting that rare codon usage is of functional significance in restricting or specifying appropriate gene expression. In this minireview I summarize the evidence concerned with this issue and reiterate the suggestion that the complement of tRNAs found in a particular bacterium under one set of growth conditions may differ from that found under another set of growth conditions.
چکیده
1-مقدمه
2-کاربرد کدون و بیان ژن
3.. استفاده از کدون های نادر در ژن های فوتوتروفی در مقابل هتروتروفی در روداباکتر
4-استفاده از کدون نادر به عنوان یک تنظیم کننده بالقوه حلالیت زایی در کلستریدیوم.
5-استفاده از کوردون به عنوان تعیین کننده وضعیت متمایز دراسترپتومیسها
6.استفاده از کدون های نادر و کنترل تولید fimbrial درE.Coli
7. نتایج و دیدگاهها
Abstract
1. Introduction
2. Codon usage and gene expression
3. Rare codon usage in phototrophic vs. heterotrophic genes in Rhodobacter
4. Rare codon usage as a potential regulator of solventogenesis in Clostridium
5. Codon usage as a determinant of the differentiated state in Streptomyces
6. Rare codon usage and the control of fimbrial production in E. coli
7. Conclusions and perspectives