توضح هذه المقالة الإجراء لتحديد وتوصيف لأسرة جين في الكرمة ينطبق على الأسرة من نبات Tóxicos في ليفدورا (ATL) E3 أوبيكويتين ليجاسيس.
التصنيف والتسميات للجينات في أسرة يمكن أن تسهم إلى حد كبير لوصف تنوع البروتينات المشفرة والتنبؤ بوظائف الأسرة استناداً إلى العديد من الميزات، مثل وجود زخارف تسلسل أو خاصة مواقع لتعديل بوستترانسلاشونال والشخصية التعبير لأفراد الأسرة في ظروف مختلفة. ويصف هذا العمل بروتوكول مفصل لتوصيف الأسرة الجينات. هنا، يتم تطبيق الإجراء إلى توصيف الأسرة ليجاسى ubiquitin E3 نبات Tóxicos في ليفادورا (ATL) في العنب. وتشمل الأساليب التعرف على نطاق الجينوم لأفراد الأسرة، وصف الترجمة الجينات، والهيكل، والازدواجية، تحليل البروتين المصانة زخارف، والتنبؤ بمواقع التعريب والفسفره البروتين، وكذلك التنميط الجيني التعبير عبر الأسرة في مجموعات مختلفة من البيانات. يمكن تطبيق مثل هذا الإجراء، الذي يمكن أن يمتد إلى تحليلات أخرى تبعاً للأغراض التجريبية، لأية أسرة جين في أي نوع من النباتات التي تتوفر عنها بيانات الجينوم، ويوفر معلومات قيمة لتحديد المرشحين للاهتمام للدراسات الفنية، إعطاء رؤى الآليات الجزيئية للنبات التكيف مع بيئتهم.
وخلال العقد الماضي، نفذت الكثير من البحوث في علم الجينوم الكرمة. هو الكرمة محصولاً اقتصاديا ذات صلة المعترف بها، التي أصبحت نموذجا للبحوث في التنمية الفاكهة والردود الواردة من النباتات الخشبية الإجهادات الحيوية واللاحيويه. في هذا السياق، أدى الإفراج عن الجينوم عام PN40024 كرمه العنب الأوروبي في 20071 ونسخته المحدثة في 20112 تراكم سريع للبيانات “اوميكس” النطاق واندفاع للدراسات الفائق. استناداً إلى البيانات المنشورة التسلسل، إجراء تحليل شامل لأسرة جين معين (تتألف عموما من البروتينات تقاسم زخارف المصانة والتشابه الهيكلي و/أو الفنية والعلاقات التطورية)، يمكن الآن إجراء للكشف عن ما وظائف الجزيئي وتطور التشكيلات الجانبية للتعبير الجيني. هذه التحليلات يمكن أن تسهم في فهم كيفية التحكم الجيني الأسر العمليات الفسيولوجية على مستوى المنظومة الجينوم.
وينظم العديد من جوانب دورة حياة النبات ubiquitin بوساطة تحلل البروتينات الرئيسية، التي تتطلب دوران ضبطها بدقة لضمان العمليات الخلوية العادية. هام من مكونات عملية تدهور ubiquitin بوساطة E3 ubiquitin ligases، التي هي المسؤولة عن مرونة النظام، بفضل تعيين أهداف محددة3. وبناء على ذلك، تمثل هذه الإنزيمات عائلة جينات ضخمة، مع حوالي 1,400 E3 ليجاسى-ترميز الجينات وتوقع في التمويل نبات الجينوم4، كل ليجاسى ubiquitin E3 أوبيكويتيناتيون البروتينات المستهدفة المحددة. وعلى الرغم من أهمية الركيزة الخاصة أوبيكويتيناتيون في التنظيم الخلوي في النباتات، يعرف الكثير عن كيف ينظم في مسار أوبيكويتيناتيون وتم تحديد البروتينات المستهدفة إلا في حالات قليلة. فك رموز هذه الآليات الخصوصية والتنظيم يعتمد أولاً على تحديد وتوصيف للمكونات المختلفة للنظام، وبخاصة E3 ligases. بين ليجاسيس أوبيكويتين، تتميز بأعضاء 91 حددت في التمويل (أ) عرض H2 خاتم إصبع مجال5،6، بعض من لهم دور في الدفاع وهرمون الردود7الفصيلية ATL.
الخطوة الحاسمة الأولى لتعريف أعضاء عائلة الجينات الجديدة هو التعريف الدقيق لميزات الأسرة، مثل زخارف توافق الآراء والمجالات الرئيسية وخصائص تسلسل البروتين. في الواقع، يتطلب استرداد موثوق بها الجين جميع أفراد الأسرة على أساس تحليل انفجار بعض خصائص تسلسل إلزامية، في مجالات خاصة البروتين المسؤول عن البروتين الدالة/النشاط، بمثابة التوقيع البروتين. هذا يمكن سهلت بتوصيف السابقة من نفس عائلة الجينات في الأنواع النباتية الأخرى أو يتحقق من خلال تحليل جينات مختلفة مزعومة الذين ينتمون إلى نفس الأسرة في الأنواع النباتية المختلفة، عزل تسلسلات مشتركة. أفراد الأسرة يمكن ثم فردياً تسمية اتباع القواعد المشتركة استقر اتحادات دولية لأنواع النباتية معين. في الكرمة، على سبيل المثال، مثل هذا الإجراء يخضع لتوصيات “اللجنة التسميات” فائقة “العنب الجينات الشرح” (سنكجا)، إنشاء بناء شجرة النشوء والتطور بما في ذلك ضد العنب الأوروبي و ألف-التمويل جين أفراد الأسرة السماح بالشرح الجينات استناداً إلى تسلسل النوكليوتيدات8.
تعريب كروموسوم من أفراد الأسرة، واستقصاء الازدواجية الجينات السماح لتسليط الضوء على وجود كل الجينوم أو متعاضدا الجينات المكررة. تظهر هذه المعلومات مفيدة لكشف وظائف الجينات المفترضة، نظراً لأنه قد تبين التكرار الوظيفي أو تكشف عن حالات مختلفة، أي، غير الروغان، الروغان الأجسام القريبة من الأرض، أو الروغان الفرعية9. كلا الجدد-وشبه-فونكتيوناليزيشن هي الأحداث الهامة التي تخلق الجدة الوراثية، توفير المكونات الخلوية الجديدة لمصنع التكيف مع تغير البيئات10. على وجه الخصوص، كانت ازدواجية جينات الأجداد وإنتاج جينات جديدة متكررة جداً أثناء تطور الجينوم الكرمة وشكلت حديثا الجينات التي تنشأ من الازدواجية الدانية ومتعاضدا في الكرمة كانوا أكثر عرضه لإنتاج جديد وظائف11.
هو عامل رئيسي آخر في فك رموز الجينات وظيفة الأسرة الشخصية ترانسكريبتوميك. يمكن استغلال توافر قواعد البيانات العامة مما يتيح الوصول إلى كمية هائلة من البيانات ترانسكريبتوميك وبالتالي لتعيين المهام المفترضة لأفراد الأسرة الجينات تستخدم على نطاق واسع في السيليكون تعبير تحاليل. في الواقع، يمكن إعطاء بعض التلميحات بشأن الأدوار المفترضة من البروتينات المقابلة في ظروف محددة تنفرد بها التعبير عن بعض الجينات في أجهزة مصنع معين أو استجابة لبعض الضغوط، وتقديم الدعم إلى فرضيات ممكنة الفرعية الروغان جينات المكررة على الاستجابة لتحديات مختلفة. ولهذا الغرض، من المهم النظر في عدة مجموعات البيانات: هذه يمكن أن تكون الجينات المتاحة بالفعل مصفوفات التعبير، مثل أطلس ترانسكريبتوميك الجينوم على نطاق المنظومة لأجهزة الكرمة و12من مراحل النمو، أو يمكن أن يبني المخصص قبل استرداد مجموعات البيانات ترانسكريبتوميك للأنواع النباتية خاصة تعرض لتشدد على المعرفة. وعلاوة على ذلك، نهج بسيط باستخدام المصفوفات اثنين، واحد مع بيانات عشوائية من التشابه والآخر مع معاملات التعبير المشارك العشوائية يمكن تطبيقها لتقييم العلاقات بين أنماط التشابه وتعبير تسلسل داخل أسرة جين.
ويهدف هذا العمل تقديم نهج عالمي، تعريف بنية الجينات وزخارف البروتين المصانة وموقع كروموسومية، الازدواجية الجينات وأنماط التعبير، بوصفها أيضا التنبؤ بمواقع التعريب والفسفره البروتين، لتحقيق توصيف حصرية لعائلة الجينات في النباتات. يتم تطبيق هذا نهج شامل هنا لتوصيف الأسرة ليجاسى ubiquitin ATL E3 في الكرمة. وفقا للدور الناشئ لأعضاء فصيلة ATL في تنظيم العمليات الخلوية الأساسية7، هذا العمل يمكن أن تساعد أيضا تحديد مرشحين أقوياء للدراسات الفنية، وفي نهاية المطاف كشف الآليات الجزيئية التي تنظم وتكييف هذا المحصول الهام لبيئتها.
في عصر الجينوم، اتسمت العديد من الجينات الأسر عميقا في العديد من الأنواع النباتية. هذا المعلومات التمهيدية للدراسات الفنية وتوفير إطار لمواصلة التحقيق في دور مختلف أعضاء في أسرة. وفي هذا السياق، هناك أيضا حاجة إلى نظام التسمية السماح لكل عضو في أسرة، تجنب التكرار وارباكات قد تنشأ عندما ي?…
The authors have nothing to disclose.
وأيد الأعمال جامعة فيرونا في إطار المشروع المشترك 2014 (وصف للأسرة الجينات ATL في العنب ومشاركتها في المقاومة إلى Plasmopara viticola).
Personal computer | |||
Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) | https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi | ||
Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) | http://www.megasoftware.net/ | ||
Motif-based sequence analysis tools (MEME) | http://meme-suite.org/ | ||
Geneious | Biomatters Limited | http://www.geneious.com/ | |
ProtParam Tool | http://web.expasy.org/protparam/ | ||
ngLOC | http://genome.unmc.edu/ngLOC/index.html | ||
TargetP v1.1 Server | http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/ | ||
Protein Prowler | http://bioinf.scmb.uq.edu.au:8080/pprowler_webapp_1-2/ | ||
MUsite | http://musite.sourceforge.net/ | ||
Pfam | http://pfam.xfam.org/ | ||
TMHMM Server v. 2.0 | http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/ | ||
ProtScale | http://web.expasy.org/protscale/ | ||
Grape Genome Database (CRIBI) | http://genomes.cribi.unipd.it/grape/ | ||
PhenoGram | http://visualization.ritchielab.psu.edu/phenograms/plot | ||
MCScanX | http://chibba.pgml.uga.edu/mcscan2/ | ||
Interactive Tree Of Life (iTOL) | http://itol.embl.de/ | ||
UniProt | http://www.uniprot.org/ | ||
Phylogeny.fr | http://www.phylogeny.fr/index.cgi | ||
MUSCLE | http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/muscle/ | ||
Gblocks Server | http://molevol.cmima.csic.es/castresana/Gblocks_server.html | ||
Vitis vinifera cv. Corvina gene expression Atlas datamatrix | https://www.researchgate.net/publication/273383414_54sample_datamatrix_geneIDs_Fasoli2012 | ||
Multi Experiment Viewer (MeV) | http://mev.tm4.org/#/welcome | ||
Sequence Read Archive (SRA) | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra | ||
R | https://www.r-project.org/ | ||
EMBOSS Needle (EMBL-EBI) | http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/ |