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基因的表达调控可以发生在不同的层面,如转录起始、RNA的编辑、RNA的稳定、mRNA的翻译以及所产生蛋白的修饰等,每一个层面都对细胞的生理及生长有着关键的作用。TOP(terminaloligopyrimidine)mRNA是一类在其5末端有连续嘧啶的mRNA,包括核糖蛋白基因mRNA以及一些翻译因子mRNA。脊椎动物TOPmRNA的翻译调控机制目前已取得一些研究成果,人们普遍认为mTOR的信号传导路径对其翻译调控是起着重要作用的。除此之外,还有一些mRNA的结合蛋白在其翻译调控中也起一定作用。但在植物系统中,至今还无实验室对此类mRNA的翻译调控进行报导。
本实验选用拟南芥的核糖蛋白基因RPL36B作为目的基因对植物核糖蛋白mRNA的翻译调控进行研究,并最终在胡萝卜的胚胎发育时期对其表达进行深入研究。由于植物中的RPL36B一般都具有3个同源性非常大的拷贝,因此,如果直接在胡萝卜中检测内源蛋白的表达,难以和其它两个拷贝区别。此实验将外源蛋白即拟南芥的RPL36B转入胡萝卜中,对其表达调控进行检测。
本文集中介绍如何将拟南芥RPL36B转入胡萝卜以及酵母中,并对不同体系中外源片段的表达进行检测。对于基因的克隆、转化、检测以及实验过程中所需的操作做了详细的介绍,为植物转基因技术建立了实验平台。利用现代分子生物学方法将拟南芥RPL36B克隆至农杆菌载体pCAMBIA1301和酵母穿梭载体YCPlac33,再对胡萝卜的下胚轴进行侵染,同时采用化学方法对酵母进行转化,从而得到转基因的胡萝卜和转化的酵母。最后用GUS基因瞬间染色、PCR、RT-PCR等手段检测外源片段是否转入、表达。我们检测到在两个不同的外源系统中,拟南芥RPL36B内含子的剪接存在着显著的差异,在酵母中表达的拟南芥RPL36B开放阅读框的第一个内含子并没有被剪切掉,这一点与在拟南芥及胡萝卜中存在极大的差异。
此外还运用5RACE和DNA测序确定了拟南芥RPL36B的转录起始位点,为重组基因的构建建立了基础,使后继的实验工作得以展开。