Лекция_2_ГИ_М_2014
.pdf
Кукуруза |
cry1Ab |
Кукурузный (стеблевой) мотылек (O. nubilalis) |
|
|
Огневка Chilo partellus |
|
|
Busseola fusca (Lepidoptera: Noctuidae) |
|
|
Кукурузная огневка (Diatraea grandiosella) |
|
|
Огневка тростниковая (Diatraea saccharalis) |
|
|
Совка листовая кукурузная (S. frugiperda) |
|
|
Блошка 11-точечная Говарда (Diabrotica undecimpuncta |
|
|
hovardi) |
|
|
Кукурузная совка (H. zea) |
cry9C |
Кукурузный (стеблевой) мотылек (O. nubilalis) |
|
|
cryIAb, cryIAc |
Блошка 11-точечная Говарда (D. undecimpuncta h.) |
|
Американская хлопковая совка (H. armigera); |
|
Совка листовая кукурузная (S. frugiperda) |
|
Огневка тростниковая (D. saccharalis) |
cry34Ab1, cry35Ab1 Кукурузный корневой жук (Diabrotica virgifera virgifera)
Блошка 11-точечная Говарда (D. undecimpuncta h.)
Рис |
cryIAb |
Желтая рисовая огневка (Chilo suppressalis) |
|
|
Cnaphalocrosis medinalis (Lepidoptera) |
|
|
Стеблевая рисовая огневка (Scirpophaga incertulas) |
|
cryIAc |
Стеблевая рисовая огневка (S. incertulas) |
|
|
|
|
cryIIa |
C. medinalis |
|
|
Стеблевая рисовая огневка (S. incertulas) |
Сорго |
cryIAc |
Огневка C. partellus |
|
|
|
Сахарный |
cry1Ab |
Огневка тростниковая (D. saccharalis) |
тростник |
|
|
Арахис |
cry1Ac |
Огневка Elasmopalpus lignosellus |
подземный |
|
|
Нут |
cry1Ac |
Американская хлопковая совка (H. armigera); |
Табак |
cryIII |
Колорадский жук Leptinotarsa decemlineata |
|
|
|
|
cryIIa5 |
Американская хлопковая совка (H. armigera); |
|
|
|
|
cryIAa |
Бражник каролинский Manduca sexta |
|
|
|
|
cryIAb |
Бражник каролинский (M. sexta) |
|
|
Табачная совка (H. virescens) |
|
cry1Ac |
Табачная совка (H. virescens) |
|
|
|
Картофель |
cryIII |
Колорадский жук (L. decemlineata) |
|
cryIIIA |
Колорадский жук (L. decemlineata) |
|
|
|
|
cryIIIB, cry1Ab |
Картофельная моль (Phthorimaea operculella) |
|
|
|
|
cry1Ab |
Картофельная моль (Ph. operculella) |
|
|
|
|
cry1Ac9, cry5 |
Картофельная моль (Ph. operculella) |
|
|
|
|
cry1Ab, cryV |
Картофельная моль (Ph. operculella)? |
Помидор |
cry1Ab, cry1Ac |
Lepidoptera |
|
|
|
|
cry1Ac |
Американская хлопковая совка (H. armigera); |
|
|
Бражник каролинский (M. sexta) |
Подробный пример получения устойчивых к насекомым растений
Ген cry3a
•Ген cry3a B. thuringiensis,
кодирует эндотоксин Cry3A,
оказывающий энтомоцидное воздействие на колорадского жука
Leptinotarsa decemlineata.
•Нативный ген cry3a экспрессируется в растениях не эффективно.
Механизм действия Cry-токсинов
B. thuringiensis
Механизм действия Cry-токсинов. (a)- кристалл попадает в кишечник насекомого и растворяется; (b) - белок подвергается ферментативному гидролизу, образуется "истинный токсин"; (с) - II и III домены взаимодействуют с мембранным белком - рецептором; (d) - изменяется конформация I-го домена; (e) - несколько молекул токсина образуют в мембране пору или ионный канал
Компьютерный анализ нуклеотидной последовательности нативного гена cry3a
üВыявлено 24 потенциальных сайта полиаденилирования и сплайсинга и 12 сигналов деградации мРНК.
üНативный cry3a ген содержит более 50% кодонов, которые редко используются эукариотическими системами (дрожжи, растения).
Элементы в нуклеотидной последовательности трансгена, сходные с сигналами сплайсинга/полиаденилирования генов организма-
реципиента
промотор |
5’-НТП |
3’-НТП |
5’-НТП |
3’-НТП Поли(А) |
5’-НТП |
Поли(А) |
|
Усеченная белок- |
|
Усеченная белок- |
|
кодирующая часть |
|
кодирующая часть |
Компьютерный анализ нуклеотидной последовательности нативного гена cry3a
üВыявлено 24 потенциальных сайта полиаденилирования и сплайсинга и 12 сигналов деградации мРНК.
üНативный cry3a ген содержит более 50% кодонов, которые редко используются эукариотическими системами (дрожжи, растения).
40S
30S
мРНК
5’
AUG
Инициация
трансляции
Экранировка инициирующего кодона и сайта Shine-Dalgarno
шпилечной структурой РНК
Свободен ли сайт
Shine-Dalgarno от рибосомы
да
Сборка активной рибосомы,
вP-сайте которой расположен
инициаторныйAUG
Оценка времени сборки рибосомы
Процесс трансляции
Экранировка кодона Шпилечной структурой РНК
Свободен ли следующий кодон от рибосомы
3’
GGCAGTAGGGGTGGAGTA |
UAA |
да |
|
Продвижение рибосомы, |
Терминация |
имеющей минимальное |
трансляции |
время элонгации кодона, |
|
на один кодон вправо |
|
Оценка времени элонгации |
Оценка времени терминации |
кодонов, расположенных |
|
в А сайтах всех рибосом, |
|
находящихся на мРНК в |
|
данный момент времени |
|
Компьютерное моделирование и
модификация последовательности гена cry3a
üЗаменить все редко использующиеся
кодоны в растениях.
üУдалить все потенциальные сайты
полиаденилирования и сайты деградации мРНК.