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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© 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.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).