امروز جمعه 23 آذر 1397

جداسازی و همسانه‌سازی ژن 3‌-هیدروکسی3‌-متیل‌گلوتاریل‌کوآنزیم A ردوکتاز از گیاه رازیانه (Foniculum Vulgar)

Isolation and cloning of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme reductase gene a from fennel (F.Vulgar)

MGJ-16-B-00408

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

در گیاهان ترکیبات ایزوپرنوئیدی توسط دو مسیر مستقل، شامل مسیر موالونات (MVA) و مسیر 2-C-متیل-D-اریترول 4-فسفات (MEP) سنتز می‌شوند. این فرآورده‌ها برای رشد و نمو طبیعی گیاه و واکنش آن‌ها در برابر تنش‌های زیست‌محیطی مورد نیاز است. اولین مرحله در مسیر بیوسنتز ایزوپرنوئیدهای گیاهی، تبدیل 3-هیدروکسی3-متیل‌گلوتاریل‌کوآنزیمA (HMG-COA) به موالونات است؛ که توسط آنزیم 3-هیدروکسی3-متیل‌گلوتاریل‌کوآنزیمA ردوکتاز (HMGR) انجام می‌شود. در این تحقیق پس از تعیین نواحی حفاظتی ژن‌های هم‌خانواده آن،آغازگرهای اختصاصی برای تکثیر این ژن طراحی شد. ژن HMGR از اکوتیپ ساری گیاه رازیانه توسط واکنش زنجیره‌ای پلیمراز به‌دست آمد و فراورده حاصل از طریق همسانه سازی TA تکثیر شد. تجزیه و تحلیل بلاست نوکلئوتید (BLASTn) توالی تکثیرشده، نشان داد که این فرآ‌ورده مشابهت زیادی با سایر HMGR های گیاهی، به‌خصوص 3-هیدروکسی3-متیل‌گلوتاریل‌کوآنزیمA ‌ردوکتاز گیاه آب قاشقی دارد. توالی تکثیرشده ژن HMGR در گیاه رازیانه دارای طولی برابر با 1661 جفت‌باز است و ناحیه رمز کننده‌ای‌ به طول 1589 جفت‌باز (دارای دو دمین گذرنده و یک دمین کاتالیزوری) را شامل می‌شود. ناحیه ORF این توالی، رمزکننده‌ی قطعه پروتئینی به طول 553 اسید‌آمینه با جرم مولکولی حدود 816/59 کیلو‌دالتون و نقطه ایزوالکتریک 40/8 بود. مدل‌سازی مولکولی توالی با استفاده از سرور Model Swiss نشان داد که توالی تکثیر شده، یک نوع جدید HMGR است که دارای یک ساختار فضایی شبیه به دیگر HMGRهای گیاهی است و دارای تمامی دمین‌های ساختاری و کارکردی می‌باشد. با دسترسی به توالی این ژن در رازیانه، امکان بررسی الگوی بیان آن در اندام‌های مختلف، تعیین پلی مورفیسم آن در جمعیت‌های این گیاه و تولید سازه بیانی جهت انتقال ژن وجود دارد.

In higher plants isoprenoid components are synthesized from two independent pathways including the Mevalonic acid (MVA) and the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP), which is needed for normal growth of plant and as well as the response reaction to environmental stress. The first step of the biosynthesis of plant isoprenoids is conversion of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-coenzyme A (HMG-COA) to Mevalonic acid, which is carried out by the enzyme 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA-reductase (HMGR). We employed homologous genes in this family for detection of their conserved sequence and primer designing. The HMGR gene was amplified using polymerase chain reaction in a fennel ecotype named Sari and was cloned via TA-cloning method. Nucleotide blast (BLASTn) analysis, was confirmed a high similarity for this sequence with other plant HMGRs, especially HMG-COA reductase from Centella asiatica plant (KF925529.1). This HMGR gene sequence in fennel had 1661 bp with an encoded region as length as 1589 base pairs, which contains two transition and catalytic domains. This ORF region encodes a protein with 553 amino acids with 59.816 kDa of molecular weight and an isoelectric point about 8.40. The molecular modeling of the sequence using the Model Swiss server showed that this sequence is a new type of HMGR, containing all of structural and functional domains and similar to other HMGRs in plant division. By having this new sequence for fennel, we can study the expression profiling of this gene in different organs, identification of polymorphism between their population and gene transformation studies using expression vectors.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

کژوان ساعد موچشی
K Saed Mocheshi

نویسنده مسئول

علی ایزدی دربندی
A Izadi-Darbandi

aizady[AT]ut.ac.ir نویسنده مسئول

حسین رامشینی
H Ramshini

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده