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植物端粒研究进展

发布者:鑫达医学翻译 发布时间:2012-09-30 8:50:52 阅读:

    在模式植物拟南芥与水稻中端粒重复序列为TTTAGGG。随着植物基因组计划的实施,编码水稻与拟南芥端粒酶蛋白亚基的TERT基因均被发现,但是至今尚未克隆到编码TER的基因。该基因应该是一段含有编码产生TTTAGGG重复序列的基因,根据已掌握的动物模板RNA的信息,科学家推测TER应该具有一段保守的核苷酸序列。
    与动物细胞不同,植物细胞具有全能性,并且在植物发育早期没有干细胞被特定的决定其功能,生殖细胞均由分生细胞分裂得到。因此体细胞端粒的变化会转移到生殖细胞,植物体内维持端粒的稳定尤为重要。Kilian发现大麦成熟叶片与大麦花序的端粒长度随细胞分裂而缩短。Broun在番茄中发现4 周龄与6个月番茄叶片的染色体端粒长度在不同细胞分裂期没有变化,另外女娄菜的端粒长度在整个发育中也维持恒定,烟草愈伤组织脱分化和再分化的过程端粒的长度也没有显著变化。Riha通过分析拟南芥与叉枝影子草端粒G悬突的长度发现在整个发育过程中染色体端粒的长度维持稳定,但在细胞老化的过程中会发生有端粒结构异常引发的染色体畸变。
    目前普遍认为端粒的长度与细胞的衰老及代谢有着密切的关系。端粒长度与动物、植物细胞代谢之间的关系是当前端粒研究的一个热点。目前端粒长度测定的方法主要有以下几种:
    端粒限制性片段分析(Telomere Restriction Fragment analysis, TRF analysis):在人体内,常用两种酶(Hinf1, Rsa1)对端粒长度进行酶切,这两种酶在端粒重复序列内不存在酶切位点,以便将亚端粒序列充分切除,经过酶切后,用含有与端粒重复序列互补的探针进行Southern blotting。就可以观测到基因组内端粒的平均大致长度。由于在染色体着丝点附近含有类似端粒重复序列的结构,对该方法有一定的干扰。同时由于该方法是对基因组内的端粒长度进行限制性酶切实验,测得的是基因组染色体端粒的平均长度。
    荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH):该方法用定量的(TTAGGG)n探针与中期细胞进行荧光杂交,用荧光显微镜检测荧光信号。端粒的长度用荧光信号的强弱来表征[66]。后续的报道对该方法进行了改良。定量荧光原位杂交,采用核酸肽寡核苷酸探针代替寡核苷酸探针,其PNA探针的复式结构远比DNA/DNA或DNA/RNA的稳定。Perner等人报道了端粒/着丝粒-FISH(T/C-FISH)测量每个单独的染色体臂的端粒长度的方法,第二条染色体的着丝粒作内参。荧光强度的比率经过计算同TRF法有很好的相关性。Yan等人在染色质/DNA纤维制备中应用了Fiber-FISH法。端粒的特异PNA Green探针和1q亚端粒的特异探针在染色质纤维上同时杂交后通过荧光显微镜观测信号强度。
    STELA(single telomere length analysis)是在单一染色体水平上基于PCR反应的一种方法。该方法的过程是:1. 一段含有端粒重复序列及20个核苷(telotail)组成的telorette与G-rich的5’端一个端粒重复序列结合。2. 使用与telotail相同的一个引物及一个染色体上游的引物进行PCR扩增。3. 扩增产物与探针进行杂交。此方法最新用于分析人类X染色体段臂的端粒长度。最近用该方法对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)进行了端粒长度的测定,在单个染色体水平上该方法具有较高的可靠性。该方法对检测有某一染色体引起的疾病将有重大的推动作用。
 


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