در گیاهان پوترسین (Put)، اسپرمیدین (Spd) و اسپرمین (Spm)، همه به خانواده پلیآمینها تعلق دارند و نقش آنها در چندین فرآیند زیستی از جمله رشد، نمو و پاسخ به محرکهای محیطی به میزان اندکی مطالعه شده است. این پژوهش به توصیف تکاملی in-silico ژنوم اعضای خانواده ژنهای مسیر بیوسنتز پلیآمینها شامل آرژنین/ارنیتین دکربوکسیلاز (ADC/ODC)،Spd سینتاز (SPDS) و Spm سینتازSPMS) ( و الگوی بیان دیجیتال این ژنها در مراحل نموی در بافتهای مختلف نخود(Cicer arietinum L.) ، همراه با تجزیه و تحلیل هستیشناسی ژنی (GO) و شبکه ژنی مبتنی بر ارتباط ژن-ژن میپردازد. ژنهای بیوسنتزی پلیآمینها، همگی بر روی کروموزومهای 2، 4، 5، 6 و 7 مستقر بودند. چارچوب خوانش باز (ORF[1]) آنها 990 تا 2199 جفتباز بوده و پروتئینهایی را رمزگذاری میکردند که محتوی 329 تا 732 اسیدآمینه بود. مقادیر وزن مولکولی برای این توالیها از 59/36 تا 74/78 کیلودالتون (kDa) بود. پیشبینی مکانیابی درون سلولی نشان داد که پروتئینهای ADC،SPDSs و SPMS احتمالا در آپوپلاست (خارج سلول) قرار دارند در حالیکه ODC عمدتاً در میتوکندری مستقر میباشد. پیشبینی شکل سهبعدی (3-D) این پروتئینها بیانگر تنوع ساختاری آنهاست. تجزیه و تحلیل ساختار دوم نشان داد که این پروتئینها درصدهای متفاوتی از آلفا هلیکس، بتا شیت، مارپیچ و حالت دور برگردان دارند. تجزیه و تحلیل ساختار ژن نشان داد که توالی ژنهای ADC و ODC منحصربفرد بوده در حالیکه برای SPDSs و SPMS دوبل شدن تکراری و پراکنده رخ داده است. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک دیدگاه عمیقتری در مورد روابط تکاملی مابین پروتئینها و همچنین کارکردهای احتمالی آنها ارائه میدهد. همردیفی چندگانه شباهت زیادی را در دومنهای حفاظت شده نشان دادند اما در دو انتهای آمینی و کربوکسیلی واگرایی داشتند. درخت فیلوژنتیک نشان داد که در نخود توالی ADC و ODC موتیفهای پروتئینی بسیار حفاظت شدهای داشته و هیچ اینترونی در توالی این دو ژن وجود نداشت. نتایج بیانگر آن است که SPDSها و SPMSها حاوی هفت تا ده اینترون هستند و اکثر این ایزوفرمها دارای تعداد اگزون مشابه اما طول اگزون و اینترون متفاوت هستند. تجزیه و تحلیل بیان دیجیتال ژن در طول فرآیندهای رشد نشان داد که ژنهای مسیر بیوسنتز پلیآمینها نقش بهسزایی در تنظیم دقیق چرخه زندگی گیاهان دارند. با توجه به نتایج داده کاوی در پایگاه اطلاعاتیEST، سطوح بیان بالای این ژنها خصوصا ADC در ریشه و برگ نخود زراعی شناسایی شد، در حالیکه ODC در چنین شرایطی دارای سطوح بیان کم یا بدون بیان بود. این اطلاعات منبعی مفید در تحقیقات آینده در مورد عملکرد و ساختار اعضای خانواده ژنهای مرتبط با بیوسنتز پلیآمین گیاهی محسوب شده و بهکارگیری و دستکاری مسیرهای متابولیک ژنی مرتبط با پلیآمینها را در برنامههای اصلاحی نخود فراهم میآورد.
بازنشر اطلاعات | |
![]() |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |