يصف هذا البروتوكول طريقة سهلة لاستخراج وتجزئة النصوص من الأنسجة النباتية على أساس عدد الريبوسومات المقلدة. يسمح بتقدير عالمي لنشاط الترجمة وتحديد الحالة الانتقالية لأنواع mRNAs محددة.
Method Article
يصف هذا البروتوكول طريقة سهلة لاستخراج وتجزئة النصوص من الأنسجة النباتية على أساس عدد الريبوسومات المقلدة. يسمح بتقدير عالمي لنشاط الترجمة وتحديد الحالة الانتقالية لأنواع mRNAs محددة.
ترجمة mRNA إلى بروتين هي عملية بيولوجية أساسية ومنظمة للغاية. يعتبر التنميط متعدد الجمرات معيارا ذهبيا لتحليل التنظيم الانتقالي. الطريقة الموضحة هنا هي طريقة سهلة واقتصادية لتجزئة البوليسومات من الأنسجة النباتية المختلفة. يتم عمل تدرج السكروز دون الحاجة إلى صانع التدرج عن طريق تجميد كل طبقة بالتتابع. ثم يتم تحضير المستخلصات العصارية الخلوية في مخزن مؤقت يحتوي على سيكلوهيكسيميد وكلورامفينيكول لتثبيت الريبوسومات العصارية الخلوية والكلوروبلاستيك إلى mRNA ويتم تحميلها على تدرج السكروز. بعد الطرد المركزي ، يتم جمع ستة كسور مباشرة من أسفل التدرج إلى أعلى التدرج ، دون اختراق أنبوب الطرد المركزي الفائق. أثناء التجميع ، تتم قراءة الامتصاص عند 260 نانومتر بشكل مستمر لإنشاء ملف تعريف متعدد الأشكال يعطي لمحة سريعة عن النشاط الانتقالي العالمي. ثم يتم تجميع الكسور لإعداد ثلاث مجموعات مختلفة من mRNA: polysomes ، mRNAs المرتبطة بعدة ريبوسومات. أحادي الجسيمات ، mRNAs المرتبطة بريبوسوم واحد ؛ و mRNAs غير المرتبطة بالريبوسومات. ثم يتم استخراج mRNAs. تم التحقق من صحة هذا البروتوكول للنباتات والأنسجة المختلفة بما في ذلك شتلات نبات الأرابيدوبسيس ثاليانا والنباتات البالغة ، وأوراق نيكوتيانا بنثاميانا ، وأوراق Solanum lycopersicum ، و Oryza sativa.
تخليق البروتين هو عملية أساسية ومكلفة بقوة في جميع الخلايا 1. أولا وقبل كل شيء، يجب أن الخلايا استثمار الطاقة في إنتاج الآلات الترجمة، والريبوسومات. على سبيل المثال خلية الخميرة تقسيم بنشاط تنتج ما يصل الى 2000 الريبوسومات في الدقيقة الواحدة. ويتطلب هذا الإنتاج إلى 60٪ من إجمالي النشاط النسخي، وتصل إلى 90٪ من النشاط الربط الكلي للخلية 2. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الطاقة اللازمة لتركيب الأحماض الأمينية، أمينوأسيل-الحمض الريبي النووي النقال والسندات الببتيد. في النباتات، إضافة حمض أميني واحد إلى تكاليف سلسلة ببتيد 4،5-5،9 جزيئات ATP 3. ولذلك، فإنه ليس من المستغرب أن الترجمة من مرنا إلى البروتين هو موقع كبير من التنظيم، لا سيما عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع الظروف البيئية المتغيرة.
الخطوة الشروع في الترجمة، وهذا هو جمعية مرنا مع الريبوسوم، هو الهدف الرئيسي من تنظيمترجمة 4. ونتيجة لذلك من اللائحة الترجمة فضلا عن غيرها من الخطوات التنظيمية بعد النسخي، 40٪ فقط من التغيرات في تركيز البروتين يمكن تفسير مرنا وفرة 5،6. وهكذا، فإن الدراسة من إجمالي مرنا تعطي معلومات فقيرة نسبيا عن وفرة البروتين. من ناحية أخرى، فإن جمعية مرنا مع الريبوسومات يعطي نظرة أفضل إلى وفرة البروتين مما يتيح الوصول إلى تلك من mRNAs المشاركة في الترجمة. وترتبط من mRNAs تترجم بنشاط مع العديد من الريبوسومات في هياكل ودعا polysomes. على العكس من ذلك، سوف تكون مرتبطة من mRNAs سوء ترجمة مع الريبوسوم واحدة فقط (صبغي جنسي أحادي). ونتيجة لذلك، ووضع متعدية من مرنا يمكن تقييمها من خلال رصد ارتباطه الريبوسومات 7.
يصف هذا البروتوكول عزلة polysomes من ستة أيام القديمة الشتلات نبات الأرابيدوبسيس thaliana، والعزلة لاحقة من الحمض النووي الريبي، وتحليل النتائج. بويتم فصل lysomes وmonosomes من خلال التدرج الكثافة السكروز. يتم جمع التدرجات إلى ستة أجزاء. يتم تجميع بعض الكسور للحصول على ثلاثة أجزاء يفصل جيدا: polysomes، monosomes والأجزاء الخفيفة (ويشار إليها طاف)، الذي يحتوي على حرة 60S و 40S مفارز الريباسي ومن mRNAs التي لا ترتبط مع الريبوسومات. ويمكن تقدير حركة الترجمة العالمي من خلال توليد polysome / نسبة صبغي جنسي أحادي، والتي يتم تحديدها من قبل الاندماج في المنطقة تحت المنحنى، وبمقارنة ملامح polysomes. ثم يتم استخراج من mRNAs والبروتينات من كسور مختلفة وتستخدم للتحليل RT-PCR، QRT-PCR، لطخة الشمالية، ميكروأري، لطخة غربية أو البروتينات. وقد تم التحقق من صحة هذا البروتوكول للنباتات والأنسجة الأخرى.
تم العثور على المعدات اللازمة لتنفيذ هذا البروتوكول عادة في معظم المختبرات: ليست هناك حاجة لصانع التدرج. تجميد كل طبقة قبل إضافة واحدة المقبل منعالصورة من أي مزيج أو اضطراب في طبقات. لا يتم استخدام ثاقبة أنبوب لجمع الانحدار الذي لا يمكن أن يتحقق عن طريق الغمر من أنبوب زجاجي الشعرية في الانحدار. لذلك، لا تزال أنابيب نابذة مكلفة التالفة ويمكن إعادة استخدامها مرات عديدة. بشكل جماعي، وهذا يجعل هذا البروتوكول وسيلة سهلة ورخيصة لتحديد ملامح polysome.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. إعداد 20 إلى 50٪ (ث / ت) السكروز التدرجات
ملاحظة: مصنوعة من التدرجات من 4 طبقات من السكروز (50٪، 35٪ و 2 طبقات من 20٪) في 13.2 مل أنبوب نابذة فائقة السرعة. في تجربتنا، وسكب السكروز 20٪ في طبقتين منفصلتين يحسن إلى حد كبير نوعية الاستعدادات polysome.
| تركيز السكروز النهائي | السكروز 2M (مل) | الملح حل 1X (مل) | المجلد النهائي. (مل) |
| 50٪ | 8.8 | 3.2 | 12 |
| 35٪ | 12.9 | 12.1 | 25 |
| 20٪ | 7.4 | 17.6 | 25 |
| 20٪ | 5.8 | 14.2 | 20 |
الجدول 1. التخفيفات من الحل السكروز لإعداد ستة التدرجات.
| طبقة السكروز | 50٪ | 35٪ | 20٪ | 20٪ |
| المجلد. (مل) | 1.85 | 3.65 | 3.65 | 1.35 |
الجدول 2. حجم محلول السكروز لكل طبقة.
2. إعداد عصاري خلوي مقتطفات
ملاحظة: نحن موصىينتهي باستخدام اثنين من التدرجات في عينة بيولوجية. 300 ملغ هو المبلغ الأمثل من المواد النباتية لإعداد اثنين من التدرجات عند العمل مع 6 أيام القديمة الشتلات نبات الأرابيدوبسيس thaliana. عند العمل مع أقل الأنسجة النشطة translationally، كمية من المواد النباتية يمكن زيادة تصل إلى 600 ملغ.
3. Polysome التنميط

الشكل 1. نظام جمع التدرج. يتم توصيل كفيت الأشعة فوق البنفسجية من أنابيب البولي فينيل كلورايد لأنبوب الزجاج الشعرية التي ينحدر إلى أسفل التدرج. التدرج تقدم من خلال ذلك بفضل نظام لمضخة تحوي. OD 260 قراءة بشكل مستمر ويتم جمع 2 مل الكسور. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر منهذا الرقم.
4. استخراج الحمض النووي الريبي
تحليل 5. البيانات

الشكل 2. ملامح polysome التمثيلية. نبات الأرابيدوبسيس thaliana البرية من نوع (بالوزن، نوع إيكولوجي العقيد-0) كانت تزرع الشتلات ومتحولة لمدة ستة أيام على ½ وسط موراشج وسكوج تحت الضوئية يوم طويل (ضوء 16 ساعة، 8 ساعات الظلام). ج: لمحات polysome الخام من الشتلات بالوزن. ب: لمحات polysome الخام من الشتلات متحولة. C: تحديد نسبة polysomes وmonosomes من التكامل في المنطقة تحت المنحنى D: بروفي Polysomeليه تطبيع إلى الذروة صبغي جنسي أحادي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
في الأدب، وغالبا ما تظهر ملامح polysome من الكسر الضوء على جزء الثقيل نتيجة الطريقة التي يتم جمعها التدرجات، أي من أعلى إلى أسفل. منذ ذلك الحين في بروتوكول صفها هنا يتم جمع التدرجات من الأسفل إلى الأعلى، لمحات نظهر تبدأ جزء الثقيل (وpolysomes) والذهاب إلى الأجزاء الخفيفة (مفارز الريبوسوم مجاني والرنا) (الشكل 2A). ثم نقوم بجمع كل التدرج في ستة 2 مل الكسور، ولكن أجزاء أصغر يمكن جمع ما إذا كان تحليل أكثر تفصيلا لمحتوى polysome لابد من...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
البروتوكول الذي نقدمه هنا هو طريقة سهلة ورخيصة لتوليد ملفات تعريف polysome وعزل mRNAs المرتبطة بpolysomes أو الريبوسومات المفردة أو خالية من الريبوسومات. تم وصف مجموعة واسعة من طرق تجزئة تعدد الجثوم المختلفة في الأدبيات. تم تحسين الطريقة التي وصفناها هنا للاحتفاظ بالمركبات الضرورية فقط وتم تكييفها مع المواد النباتية. على وجه الخصوص ، قمنا بتقليل كمية المنظف11 وأضفنا الكلورامفينيكول إلى المخزن المؤقت لتثبيت الريبوسومات البلاستيكية الكلورية في الرنا المرسال (كما يفعل سيكلوهيكسيمايد للريبوسومات العصارة الخلوية) <...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه
وأيد هذا العمل من قبل وكالة الأبحاث الوطنية الفرنسية (وكالة الاستخبارات الوطنية-14-CE02-0010). نشكر الدكتور بنيامين الميدان والدكتور إيلودي Lanet لقراءة نقدية للمخطوطة. نشكر السيد ميشيل تيريز لمساعدته مع تحرير الفيديو.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| أنبوب الطرد المركزي الفائق ، thinwall ، polyallomer - 13.2 مل | Beckman Coulter | 331372 | |
| أنبوب الطرد المركزي الفائق ، thinwall ، polyallomer - 38.5 مل | Beckman Coulter | 326823 | |
| أنبوب شعري زجاجي | Drummond Scientific | 1-000-1000 | |
| Ultra Centrifuge ؛ | بيكمان كولتر | أوبتيما سلسلة | |
| الطرد المركزي الفائق الدوار SW41 | بيكمان كولتر | 331362 | |
| الفائق الطرد المركزي SW32 | بيكمان كولتر | 369650 | |
| مضخة تمغجية | أي | ||
| أنابيب Tygon R3607 البولي فينيل كلوريد | فيشر Scientific | 070534-22 | أنابيب البولي فينيل كلوريد ، 2.29 مم ؛ |
| جامع الكسور موديل 2110 | Bio-Rad | 731-8120 | |
| كوفيت الأشعة فوق البنفسجية | هيلما | 170.700-QS | كوفيتز تدفق الكوفيت |
| مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية | Varian | Cary50 | اقرأ كل 0.0125 ثانية |
| جميع المواد الكيميائية | أي | استخدام فقط خليط الملح القاعدي من درجة البيولوجيا الجزيئية | |
| Murashige و Skoog (MS) | Sigma-Aldrich | M5524 | |
| ماء خال من رناس | أي | ||
| أطباق بتري | فيشر Scientific | 10083251 | |
| أوكتيل فينوكسي بولي (إيثيلين أوكسي) إيثانول ، متفرع (Nonidet P40) | Euromedex | UN3500 | |
| أكريلاميد خطي (حامل أكريل) | ThermoFischer العلمي | AM9520 | ناقل ترسيب الحمض النووي الريبي |
| OriginPro 8 | برنامج تحليل | OriginLab |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission