
تعداد نشریات | 22 |
تعداد شمارهها | 490 |
تعداد مقالات | 5,109 |
تعداد مشاهده مقاله | 9,394,182 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,205,194 |
تجزیه و تحلیل توالیهای غیرترجمه شونده خانواده عوامل رونویسی bZIP در جو | ||
فناوری زیستی در کشاورزی | ||
مقاله 5، دوره 7، شماره 2، آذر 1395، صفحه 45-52 اصل مقاله (583.43 K) | ||
نوع مقاله: علمی - پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22084/ab.2016.2062 | ||
نویسندگان | ||
فرزان قانع گلمحمدی1؛ زهرا سادات شبر* 2؛ احسان پورعابد1؛ فرخ قناطیر3 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد، گروه زیستشناسی سامانهها، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج | ||
2استادیار، گروه زیستشناسی سامانهها، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج | ||
3دانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بهبهان، بهبهان | ||
چکیده | ||
خانواده bZIP یکی از گستردهترین عوامل رونویسی در گیاهان است که در پاسخ به تنشهای زیستی و غیرزیستی نقش دارد. تنظیم بیان ژن در مرحله ترجمه بر اساس خصوصیات مولکول mRNA تعیین میشود که یکی از مهمترین آنها نواحی غیرترجمه شونده (UTR) هستند. در این مطالعه ویژگیهای نواحی غیرترجمه شونده خانواده bZIP در گیاه جو (شامل 78 عضو) و اثر آنها بر رونویسی و ترجمه، بر اساس روشهای بیوانفورماتیکی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، میانگین طول ناحیه 5'-UTR کمتر و محتوای GC آن بیشتر از ناحیه 3'-UTR بود. زمینه کدون آغاز برای موقعیت 4+ در 23/49% از اعضا توسط گوانین و موقعیت 3- در 70/56% توسط نوکلئوتیدهای پورینی اشغال شده بود. در مجموع 18 نوع عناصر فعال سیس موثر در تنشهای غیرزیستی بهدست آمد که عوامل رونویسی تنظیم شونده توسط اسید جیبرلیک بیشترین فراوانی را داشتند. ریبوزوم برای رسیدن به کدون آغاز 50 عضو باید انرژی بیش از Kcal/mol 50 صرف کند، اگرچه 23 عضو دارای نواحی داخلی برای ورود ریبوزوم (IRES) بودند. یک توالی هدف sRNA در توالیهای 5'-UTR (HvbZIP4) و همچنین 3'-UTR (HvbZIP44) مشاهده شد. 225 عدد توالی چهارچوب باز خواندنی (با حداقل طول 12 نوکلئوتید) در بالادست ناحیه رمزکننده اصلی مشاهده شد. شباهت قابل توجهی بین توالی چهارچوب باز خواندنی بالادست (چهارچوب 3+) در HvbZIP24 و یک پروتئین بالادست در Theobroma cacao (XM_007017561.1) مشاهده شد. بهطورکلی، مولکولهای mRNA اعضا این خانواده دارای ساختارهای متفاوت تنظیمی بودند، این امر راهحلی طبیعی برای کنترل دقیق میزان تولید این نوع پروتئینهای تنظیمی است. | ||
کلیدواژهها | ||
عامل رونویسی؛ خانواده bZIP؛ توالی غیرترجمه شونده؛ جو | ||
مراجع | ||
Alves, M. S., Dadalto, S. P., Gonçalves, A. B., De Souza, G. B., Barros, V. A. and Fietto, L. G. 2013. Plant bZIP transcription factors responsive to pathogens: a review. International Journal of Molecular Sciences, 14(4): 7815-7828. Araujo, P. R., Yoon, K., Ko, D., Smith, A. D., Qiao, M., Suresh, U., Burns, S. C. and Penalva, L. O. F. 2012. Before It Gets Started: Regulating Translation at the 5′ UTR. Comparative and Functional Genomics. Calvo, S. E., Pagliarini, D. J. and Mootha, V. K. 2009. Upstream open reading frames cause widespread reduction of protein expression and are polymorphic among humans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United State, 106(18): 7507-7512. Chappell, S. A., Edelman, G. M. and Mauro, V. P. 2000. A 9-nt segment of a cellular mRNA can function as an internal ribosome entry site (IRES) and when present in linked multiple copies greatly enhances IRES activity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 97(4): 1536-1541. Chatterjee, S. and Pal, J. K. 2009. Role of 5′‐and 3′‐untranslated regions of mRNAs in human diseases. Biology of the Cell, 101(5): 251-262. Chia-Pei, C., Shun-Jia, C., Chen-Huan, L., Tzu-Ling, W. and Chien-Chia, W. 2010. A single sequence context cannot satisfy all non-AUG initiator codons in yeast. BMC Microbiology, 10: 188. Churbanov, A., Rogozin, I. B., Babenko, V. N., Ali, H. and Koonin, E. V. 2005. Evolutionary conservation suggests a regulatory function of AUG triplets in 5′-UTRs of eukaryotic genes. Nucleic Acids Research, 33(17): 5512-5520. Crowe, M., Wang, X. Q. and Rothnagel, J. 2006. Evidence for conservation and selection of upstream open reading frames suggests probable encoding of bioactive peptides. BMC Genomics, 7(1): 16. Gubler, F., Raventos, D., Keys, M., Watts, R., Mundy, J. and Jacobsen, J. V. 1999. Target genes and regulatory domains of the GAMYB transcriptional activator in cereal aleurone. The Plant Journal, 17(1): 1-9. Dai, X. and Zhao, P. X. 2011. psRNATarget: A plant small RNA target analysis server. Nucleic Acids Research, 39(suppl 2): W155-W159. Davuluri, R. V., Suzuki, Y., Sugano, S. and Zhang, M. Q. 2000. CART classification of human 5′ UTR sequences. Genome Research, 10(11): 1807-1816. Dever, T. E. 2002. Gene-specific regulation by general translation factors. Cell, 108(4): 545-556. Dunn, M. A., White, A. J., Vural, S. and Hughes, M. A. 1998. Identification of promoter elements in a low-temperature-responsive gene (blt4. 9) from barley (Hordeum vulgare L.). Plant Molecular Biology, 38(4): 551-564. Esposito, D., Hicks, A. J. and Stern, D. B. 2001. A role for initiation codon context in chloroplast translation. The Plant Cell Online, 13(10): 2373-2384. Gray, N. K. and Wickens, M. 1998. Control of translation initiation in animals. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 14(1): 399-458. Grillo, G., Turi, A., Licciulli, F., Mignone, F., Liuni, S., Banfi, S., Gennarino, V. A., Horner, D. S., Pavesi, G. and Picardi, E. 2010. UTRdb and UTRsite (RELEASE 2010): a collection of sequences and regulatory motifs of the untranslated regions of eukaryotic mRNAs. Nucleic Acids Research, 38(suppl 1): D75-D80. Jakoby, M., Weisshaar, B., Dröge-Laser, W., Vicente-Carbajosa, J., Tiedemann, J., Kroj, T. and Parcy, F. 2002. bZIP transcription factors in Arabidopsis. Trends in Plant Science, 7(3): 106-111. Jones-Rhoades, M. W., Bartel, D. P. and Bartel, B. 2006. MicroRNAs and their regulatory roles in plants. Annual Review of Plant Biology, 57: 19-53. Jordan, I. K., Rogozin, I. B., Glazko, G. V. and Koonin, E. V. 2003. Origin of a substantial fraction of human regulatory sequences from transposable elements. Trends in Genetics, 19(2): 68-72. Kochetov, A., Syrnik, O., Rogozin, I., Glazko, G., Komarova, M. and Shumnyĭ, V. 2002. Context organization of mRNA 5'-untranslated regions of higher plants. Molekuliarnaia Biologiia, 36(4): 649-656. Lescot, M., Déhais, P., Thijs, G., Marchal, K., Moreau, Y., Van de Peer, Y., Rouzé, P. and Rombauts, S. 2002. PlantCARE, a database of plant cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences. Nucleic Acids Research, 30(1): 325-327. Littlefield, O. and Nelson, H. C. 1999. A new use for the'wing' of the 'winged' helix-turn-helix motif in the HSF-DNA cocrystal. Nature Structural and Molecular Biology, 6(5): 464-470. Liu, C., Wu, Y. and Wang, X. 2012. bZIP transcription factor OsbZIP52/RISBZ5: a potential negative regulator of cold and drought stress response in rice. Planta, 235(6): 1157-1169. Liu, J., Chen, N., Chen, F., Cai, B., Dal Santo, S., Tornielli, G. B., Pezzotti, M. and Cheng, Z. M. M. 2014. Genome-wide analysis and expression profile of the bZIP transcription factor gene family in grapevine (Vitis vinifera). BMC Genomics, 15(1): 281. Medenbach, J., Seiler, M. and Hentze, M. W. 2011. Translational control via protein-regulated upstream open reading frames. Cell, 145(6): 902-913. Mignone, F., Gissi, C., Liuni, S. and Pesole, G. 2002. Untranslated regions of mRNAs. Genome Biology, 3(3): 0004.0001-0004.0010. Mihailovich, M., Thermann, R., Grohovaz, F., Hentze, M. W. and Zacchetti, D. 2007. Complex translational regulation of BACE1 involves upstream AUGs and stimulatory elements within the 5′ untranslated region. Nucleic Acids Research, 35(9): 2975-2985. Mohanty, B., Krishnan, S., Swarup, S. and Bajic, V. B. 2005. Detection and preliminary analysis of motifs in promoters of anaerobically induced genes of different plant species. Annals of Botany, 96(4): 669-681. Motamayor, J. C., Mockaitis, K., Schmutz, J., Haiminen, N., Donald III, L., Cornejo, O., Findley, S. D., Zheng, P., Utro, F. and Royaert, S. 2013. The genome sequence of the most widely cultivated cacao type and its use to identify candidate genes regulating pod color. Genome Biology, 14(6): r53. Morita, A., Umemura, T. A., Kuroyanagi, M., Futsuhara, Y., Perata, P. and Yamaguchi, J. 1998. Functional dissection of a sugar-repressed α-amylase gene (RAmy1A) promoter in rice embryos. FEBS letters, 423(1): 81-85. Morris, D. R. and Geballe, A. P. 2000. Upstream open reading frames as regulators of mRNA translation. Molecular and Cellular Biology, 20(23): 8635-8642. Neafsey, D. E. and Galagan, J. E. 2007. Dual modes of natural selection on upstream open reading frames. Molecular Biology and Evolution, 24(8): 1744-1751. Nijhawan, A., Jain, M., Tyagi, A. K. and Khurana, J. P. 2008. Genomic survey and gene expression analysis of the basic leucine zipper transcription factor family in rice. Plant Physiology, 146(2): 333-350. Pandey, B., Sharma, P., Pandey, D., Varshney, J., Sheoran, S., Singh, M., Singh, R., Sharma, I. and Chatrath, R. 2012. Comprehensive computational analysis of different classes of Glutathione S-transferases in Triticum aestivum L., Plant Omics, 5(6): 518. Park, E. H., Lee, J. M. and Pelletier, J. 2006. The Tie2 5′untranslated region is inhibitory to 5′ end-mediated translation initiation. FEBS letters, 580(5): 1309-1319. Pourabed, E., Golmohamadi, F. G., Monfared, P. S., Razavi, S. M. and Shobbar, Z. S. 2015. Basic leucine zipper family in barley: Genome-wide characterization of members and expression analysis. Molecular Biotechnology, 57(1): 12-26. Rahmani, F., Hummel, M., Schuurmans, J., Wiese-Klinkenberg, A., Smeekens, S. and Hanson, J. 2009. Sucrose control of translation mediated by an upstream open reading frame-encoded peptide. Plant Physiology, 150(3): 1356-1367. Rangan, L., Vogel, C. and Srivastava, A. 2008. Analysis of context sequence surrounding translation initiation site from complete genome of model plants. Molecular Biotechnology, 39(3): 207-213. Reinhart, B. J., Weinstein, E. G., Rhoades, M. W., Bartel, B. and Bartel, D. P. 2002. MicroRNAs in plants. Genes and Development, 16(13): 1616-1626. Ringner, M. and Krogh, M. 2005. Folding free energies of 5′-UTRs impact post-transcriptional regulation on a genomic scale in yeast. PLOS Computational Biology, 1(7): e72. Rogozin, I. B., Kochetov, A. V., Kondrashov, F. A., Koonin, E. V. and Milanesi, L. 2001. Presence of ATG triplets in 5′ untranslated regions of eukaryotic cDNAs correlates with a weak context of the start codon. Bioinformatics, 17(10): 890-900. Siberil, Y., Doireau, P. and Gantet, P. 2001. Plant bZIP G‐box binding factors. European Journal of Biochemistry, 268(22): 5655-5666. Singh, K. B., Foley, R. C. and Oñate-Sánchez, L. 2002. Transcription factors in plant defense and stress responses. Current Opinion in Plant Biology, 5(5): 430-436. Touriol, C., Bornes, S., Bonnal, S., Audigier, S., Prats, H., Prats, A. C. and Vagner, S. 2003. Generation of protein isoform diversity by alternative initiation of translation at non-AUG codons. Biology of the Cell, 95(3): 169-178. Wegrzyn, J., Drudge, T., Valafar, F. and Hook, V. 2008. Bioinformatics analyses of mammalian 5'-UTR sequence properties of mRNAs predicts alternative translation initiation sites. BMC Bioinformatics, 9(1): 232. Wei, K., Chen, J., Wang, Y., Chen, Y., Chen, S., Lin, Y., Pan, S., Zhong, X. and Xie, D. 2012. Genome-wide analysis of bZIP-encoding genes in maize. DNA Research, 19(6): 463-476. Xiong, J. 2006. Essential bioinformatics, Cambridge University Press, pp. 231-240. Xue, G.P. 2002. An AP2 domain transcription factor HvCBF1 activates expression of cold-responsive genes in barley through interaction with a (G/a) (C/t) CGAC motif. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Gene Structure and Expression, 1577(1): 63-72. Zuker, M. 2003. Mfold web server for nucleic acid folding and hybridization prediction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 31(13): 3406-3415. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,159 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 927 |