تاریخچه تکاملی خانواده ژنی Asr
چکیده
خانواده ژنی Asr در گیاهان عالی شایع (گسترده) می باشد. بیشتر ژن های Asr تحت شرایط مختلف تنش محیطی و در طی رسیدگی میوه دچار فراتنظیمی (تنظیم بیش از اندازه) می شوند. پروتئین های ASR در هسته تجمع پیدا می کنند و عملکرد احتمالی آنها در تنظیم رونویسی می باشد. در کشت گوجه فرنگی، ما چهارمین عضو جدید این خانواده را پیدا کردیم، که Asr4 نامیده می شود، به طوری که نقشه ی آن نزدیک ژن های هم نژادش یعنی Asr1, Asr2, Asr3 می باشد و یک ناحیه ی غیرمشترک را نمایش می دهد که این ناحیه ی مشترک، برای یک دمینی که دارای 13 تکرار آمینواسیدی می باشد، کد می کند. در این کار، ما قادریم که آنالیزهای قبلی خودمان را برای Asr2 بسط دهیم و نواحی کد شونده ی 4 ژن پارالوگ شناخته شده ی Asr را در 7 گونه ی گوجه فرنگی که از موقعیت های ژئوگرافیک مختلفی به دست آمده اند بررسی کنیم. به علاوه، ما یک آنالیز فیلوژنیک را روی پروتئین های ASR اجرا کردیم. اولین نتیجه ای که از این کار به دست آمده است این است که پروتئین های ASR گوجه فرنگی در یک درخت، با هم خوشه بندی می شوند. این مشاهده می تواند به وسیله ی یک سناریویی از تکامل موزون (هماهنگ) یا تولد و مرگ ژن ها توضیح داده شود. دوما، مطالعه ی ما نشان می دهد که Asr1 به مقدار زیادی در مکان های جایگزینی و هم معنی (مترادف) درون جنس لیکوپرسیکون (Lycopersicon) محافظت شده می باشد. حفاظت شدگی توالی پروتئینی ASR1 ممکن است مرتبط با عملکردهای چندگانه ی آن در بافت های مختلف باشد اگرچه نرخ پایین جایگزینی های هم معنی (مترادف) نشان می دهد که جهش های خاموش در Asr1 به صورت انتخابی تحمیل می شود، که احتمالا مربوط به سطوح بالای بیان آن می باشد. در نهایت، ما فهمیدیم که فعال سازی Asr1 تحت تنش آبی در بین گونه های لیکوپرسیکون Lycopersicon)) حفاظت شده نمی باشد.
1- مقدمه
خانواده های ژنی در ژنوم یوکاریوت ها معمول می باشند. واگرایی در عملکرد یا الگوی بیان در بین اعضا خانواده، شکل پذیری و تغییر (نوآوری) را به تکامل گونه ها اعطا می کند (Ohta 1989). مواردی که با اندازه ی خانواده ی متغیر در بین گونه های مشاهده شده اند می توانند به وسیله ی مدل تولد و مرگ تکامل مولکولی توضیح داده شوند، که در آن ادعا می شود که مضاعف شدگی های تکراری و از دست دادن ها متوالی یا غیرفعال شدن ژن های مضاعف شده، یک تعداد متغیری از اعضا را تعیین می کند (Quesada et al., 2005). به علاوه، با توجه به همگن شدن کپی ژن های درون گونه ای، مشخص می شود که اعضا خانواده ی ژنی می توانند دستخوش تکامل موزون (هماهنگ) شوند (Nei and Rooney, 2005). مقایسه های انجام شده، درون آرابیدوپسیس نشان می دهد که بیشتر ژن های پارالوگ، سطوح بالایی از واگرایی را در توالی آمینواسیدی دارند بدون اینکه تفاوت های محسوسی در الگوهای بیان آنها وجود داشته باشد (Hughes and Friedman, 2005).
Abstract
The Asr gene family is widespread in higher plants. Most Asr genes are up-regulated under different environmental stress conditions and during fruit ripening. ASR proteins are localized in the nucleus and their likely function is transcriptional regulation. In cultivated tomato, we identified a novel fourth family member, named Asr4, which maps close to its sibling genes Asr1–Asr2–Asr3 and displays an unshared region coding for a domain containing a 13- amino acid repeat. In this work we were able to expand our previous analysis for Asr2 and investigated the coding regions of the four known Asr paralogous genes in seven tomato species from different geographic locations. In addition, we performed a phylogenetic analysis on ASR proteins. The first conclusion drawn from this work is that tomato ASR proteins cluster together in the tree. This observation can be explained by a scenario of concerted evolution or birth and death of genes. Secondly, our study showed that Asr1 is highly conserved at both replacement and synonymous sites within the genus Lycopersicon. ASR1 protein sequence conservation might be associated with its multiple functions in different tissues while the low rate of synonymous substitutions suggests that silent variation in Asr1 is selectively constrained, which is probably related to its high expression levels. Finally, we found that Asr1 activation under water stress is not conserved between Lycopersicon species.
1. Introduction
Gene families are common in eukaryotic genomes. Divergence in function or expression pattern among family members has given plasticity and innovation to species evolution (Ohta, 1989). Cases of variable family size observed between species are explained by the birth-and-death model of molecular evolution, which posits that repeated duplication and subsequent loss or inactivation of duplicated genes determine a variable number of members (Quesada et al., 2005). In addition, gene family members can experience concerted evolution, with the consequent intraspecific gene copy homogeneization (Nei and Rooney, 2005). Comparisons within Arabidopsis show that most paralogous genes accumulate high levels of amino acid sequence divergence without appreciable differences in expression patterns (Hughes and Friedman, 2005).
چکیده
1- مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1 مواد گیاهی
2.2 آنالیزهای فیلوژنتیک و توالی یابی
2.3 تکثیر DNA و توالی یابی
2.4 آنالیزهای بیان
3. نتایج
3.1 یک عضو جدید از خانواده¬ی ژنی Asr در گوجه فرنگی
3.2 ژن های Asr در گیاهان عالی تر
3.3 ژن های Asr در برنج و گوجه فرنگی
3.4 تکامل خانواده ژنی Asr در جنس Lycopersicon
3.5 کاربرد کدون (تمایل کدون) در خانواده ژنی Asr
3.6 آنالیزهای بیان Asr در جنس لیکوپرسیکون
4.بحث
Abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Plant material
2.2. Sequence and phylogenetic analysis
2.3. DNA amplification and sequencing
2.4. Expression analysis
3. Results
3.1. A new member of the Asr gene family in tomato
3.2. Asr genes in higher plants
3.3. Asr genes in rice and tomato
3.4. Evolution of the Asr gene family in the genus Lycopersicon
3.5. Codon usage in the tomato Asr family
3.6. Asr expression analysis in the genus Lycopersicon
4. Discussion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه