Đang tải... (xem toàn văn)
KỸ THUẬT GHÉP CÂY Các thể cắt nối có tác động như thế nào đến sự biểu hiện của gene Bởi vì phần lớn các gen mã hóa protein ở người chứa các intron (thường là 9 hoặc 10, nhưng một số có hơn 100), Nối các đoạn là một bước thiết yếu trong biểu hiện gen Việc giải trình tự vật liệu đi vào đã tiết lộ rằng 95% gen của con người cũng có thể ghép nối thay thế, cho phép tổng hợp nhiều mRNA khác nhau từ một gen DNA duy nhất Bằng cách mã hóa các đồng dạng protein thay thế hoặc chứa các trình tự điều hòa khá.
KỸ THUẬT GHÉP CÂY Các thể cắt nối có tác động đến biểu gene Bởi phần lớn gen mã hóa protein người chứa intron (thường 10, số có 100), Nối đoạn bước thiết yếu biểu gen Việc giải trình tự vật liệu vào tiết lộ 95% gen người ghép nối thay thế, cho phép tổng hợp nhiều mRNA khác từ gen DNA Bằng cách mã hóa đồng dạng protein thay chứa trình tự điều hòa khác vùng chưa dịch mã chúng, mRNA nối xen kẽ tăng cường đáng kể phức tạp sinh học Bản thân hành động nối có hậu quan trọng biểu gen việc loại bỏ intron Bằng cách lắng đọng ổn định protein exon kèm với mRNP vào tế bào chất (ví dụ: phức hợp tiếp giáp exon, EJC), trình nối ảnh hưởng đến khu trú tế bào, hiệu dịch mã động học phân rã mRNA Đặc biệt, phân rã mRNA điều khiển vị trí EJC so với codon dừng chất trung gian quan trọng phong phú protein tế bào việc ghép nối có liên quan đến bệnh khơng? Nhiều bệnh người bỏ sót gen đơn lẻ quy định toàn nhiễm sắc thể Khoảng 35% rối loạn di truyền người đột biến làm thay đổi liên kết gen đơn lẻ Các đột biến thêm / loại bỏ vị trí nối đơn lẻ (ví dụ, - -thalassemia) thay đổi cân mối nối thay cách ảnh hưởng đến việc bao gồm / loại trừ exon cassette (ví dụ, sa sút trí tuệ phía trước tau bỏ lỡ mối nối) Một trường hợp khơng nối tạo đồng dạng mRNA bị suy thối nhanh chóng Do đó, đột biến điểm đơn lẻ ảnh hưởng đến q trình nối dẫn đến thay đổi lớn cấu trúc protein phong phú protein Các bệnh khác đột biến protein tế bào nối, ảnh hưởng đến ghép nối nhiều Ví dụ, đột biến số protein tế bào sợi lõi (ví dụ, Prp8, Prp3, Prp31 Brr2) chứng minh gây bệnh viêm võng mạc sắc tố trội autosomal Các đột biến yếu tố nối 3B tiểu đơn vị (SF3B1) yếu tố phụ U2 35 (U2AF35) thường liên quan đến bệnh bạch cầu lymphocytic mãn tính loạn sản tủy bệnh ung thư liên quan đến việc gia tăng số lượng tế bào Các tế bào ngày trở nên bất thường, tế bào già cũ không chết mà tiếp tục phát triển, liên tục sản sinh tế bào Chúng nhân lên khơng kiểm sốt, cuối tạo thành khối bất thường mà gọi khối u Những thơng tin cần tìm hiểu ? Do tính chất phức tạp nó, cấu trúc cấp ngun tử ghép nối vấn đề khó nắm bắt Tuy nhiên, gần đạt nhiều tiến cách kết tinh tập hợp thành phần liên kết, bao gồm U1 U4 snRNPs protein lõi trung tâm Prp8 Các câu hỏi liên quan đến chế phân tử xác mà nhờ thể liên kết đạt độ xác nối cao, đồng thời cho phép linh hoạt lựa chọn vị trí mối nối phép ghép nối thay Để trả lời câu hỏi này, cơng cụ kính hiển vi đơn phân tử, tin sinh học phương pháp thông lượng cao để xác định động lực tương tác proteinprotein, protein-RNA RNA-RNA ngày phát triển ứng dụng Ghép Từ thời cổ đại, người cắt ghép thuộc nhiều giống loài khác để chúng phát triển thành - trình gọi ghép (Hình 2) Các đề cập đến việc ghép cành xuất Kinh thánh, văn tiếng Hy Lạp cổ đại Trung Quốc cổ đại, cho thấy việc ghép cành thực Châu Âu, Trung Đông Châu Á vào kỷ thứ trước Công nguyên Không biết cách ghép phát đâu cách nào, có khả ghép tự nhiên, trình hai tiếp xúc kết hợp chi rễ mà khơng có can thiệp người (Hình 3), điều làm cho người có nhiều ý tưởng cho việc ghép sau Những loại ghép tự nhiên thường không phổ biến thấy số loài định, bao gồm thường xuân Các loài thực vật ký sinh, chẳng hạn tầm gửi, mọc hút chất dinh dưỡng khơng họ góp phần vào phát triển kỹ thuật ghép, người quan sát thấy tầm gửi mọc táo dương Hình Kỹ thuật ghép vào kỷ 17 Ngày nay, ghép sử dụng rộng rãi vườn ăn trái, nhà kính, vườn nho vườn kiểng Một ứng dụng phổ biến ghép chồi cây, gọi cành ghép ghép gốc vào khác gọi gốc ghép Ngồi ra, ghép cành cải thiện khả chống chịu căng thẳng cho phép phát triển môi trường Ghép đóng vai trị quan trọng việc phát protein, RNA hormone hoạt động tóm tắt chế hình thành ghép, thảo luận lý số lại ghép khác khơng, mơ tả cách ghép quan trọng nông nghiệp nghiên cứu khoa học Cơ chế hình thành vết ghép Mặc dù ghép cành thực 2500 năm, văn cổ đại thường đưa thông tin khó hiểu mâu thuẫn ghép thành cơng với nhau, gọi ghép tương thích khơng thể gọi khơng tương thích Việc nghiên cứu chế ghép làm sáng tỏ khả tương thích ghép Trong năm 1960 1970, nghiên cứu số nhóm sử dụng phương pháp ghép cà chua mọng nước xác định thời gian hình thành vết ghép cách quan sát phân chia tế bào thay đổi giải phẫu điểm nối ghép Ban đầu sau ghép, tế bào bị vỡ xẹp xuống tế bào ngun vẹn gần chỗ ghép dính vào mơ đối diện Sự tiếp xúc tăng cường theo thời gian tế bào xen kẽ (Hình 2) Polysaccharid, bao gồm pectin, lắng đọng điểm nối ghép cho có tác dụng cung cấp sức mạnh Đồng thời, trình phân chia tế bào tạo khối lượng tế bào đa gọi mô sẹo Mô giống tế bào gốc cho có khả biệt hóa, tương tự trình chữa lành vết thương động vật địi hỏi phân chia biệt hóa tế bào gốc Sự phân biệt mô sẹo chỗ nối ghép làm phát sinh hai loại mô mạch thực vật - phloem xylem (Hình 2) Phloem bao gồm tế bào sống vận chuyển chất dinh dưỡng đại phân tử, xylem bao gồm tế bào chết vận chuyển nước khoáng chất Plasmodesmata, kênh tế bào tế bào thực vật, hình thành qua điểm nối ghép Các mảnh ghép tương thích thể tất đặc điểm này, mảnh ghép khơng tương thích thể phần chúng Sự phân chia tế bào hình thành mơ sẹo xảy ra, độ bền gắn kết thấp hơn, phân hóa phloem xylem khơng xảy Người trồng thường tăng áp lực vật lý xung quanh vết ghép để thúc đẩy trình hình thành vết ghép thành công cách sử dụng kẹp quấn băng quanh chỗ ghép Kỹ thuật định hướng phân chia mô sẹo giới hạn khác biệt mặt vật lý việc giữ cành ghép gốc ghép lại với Người trồng ghép thân có kích thước tương tự xếp mô gọi cambium mạch Mô giống tế bào gốc tạo phloem xylem trình phát triển thứ cấp rễ thân dày lên tiếp xúc mạch cambium từ mảnh ghép, nửa quan trọng để cải thiện thành công mảnh ghép Cho đến nay, chế phân tử hình thành mảnh ghép chưa biết khơng có gen cần thiết cho q trình xác định Các ứng cử viên tiềm tham gia vào trình hormone sử dụng để giao tiếp gốc ghép chồi ghép Chúng bao gồm hormone tăng trưởng thực vật auxin cytokinin tham gia vào trình hình thành mạch, bao gồm trình phát triển rễ biệt hóa hệ mạch mơ sẹo Auxin tạo phát triển di chuyển đến rễ, cytokinin tạo rễ di chuyển đến chồi Trong q trình cắt, tích tụ cytokinin nửa rễ auxin nửa chồi đóng vai trị quan trọng việc kích hoạt gen liên quan đến phản ứng vết thương hình thành mạch (Hình 2) Nhà sinh vật học Tsvi Sachs sử dụng phương pháp ghép quấn để phát triển giả thuyết kênh auxin Ông đề xuất auxin hội tụ kênh hình thành kênh dẫn đến khác biệt mơ mạch Vận chuyển auxin đóng vai trị quan trọng việc hình thành mơ ghép khám phá cách thức hoạt động trình mục tiêu tương lai lĩnh vực Ghép tương thích thực vật ký sinh Đa số tự hình thành mắt nối sau ghép thành công Điều bao gồm hầu hết thực vật hai mầm (bao gồm ăn quả, nho, cà chua dưa), thực vật hạt kín (bao gồm lồi magnolias) nhóm thực vật cổ xưa hạt trần (bao gồm kim) Đáng ý, hầu hết đơn bào, cho tổ tiên thực vật hạt kín thực vật hai mầm, khơng ghép với chúng Quan sát cho thấy thực vật mầm khả ghép Các thực vật mầm có bó mạch rải rác khơng có mạch tượng tầng, yêu cầu để tạo thành mảnh ghép Trong trình hình thành đơn tính, gân không nối với rễ mà thay vào chạy song song đoạn thân Các gân nối với nơi đoạn thân nối với vùng gọi lóng Trong thí nghiệm, ghép mầm thành cơng thực vùng lóng này, tỷ lệ thành cơng 3% Do đó, chế kết nối tĩnh mạch khác thực vật mầm làm giảm khả ghép Đa số ghép với chúng, ghép với lồi có quan hệ họ hàng gần, ghép thành công với họ hàng xa Một số loài thực vật đặc biệt bao gồm số giống lê định ghép với táo ghép họ cảnh đêm (Solanaceae) Khoai tây, cà chua, cà tím thuốc ghép với với mức độ thành cơng cao Ví dụ, nhà trồng thương mại Thomson & Morgan giới thiệu chồi cà chua ghép vào gốc ghép khoai tây cho người trồng nhà gọi Tomtato® sản xuất cà chua khoai tây Ngoại lệ họ Solanaceae cho thấy vượt qua rào cản loài mà hầu hết lồi thực vật có Một giả thuyết đặt có chất thúc đẩy hình thành mô ghép, chẳng hạn auxin, rào cản ngăn cản hình thành mơ ghép, chẳng hạn nhận dạng tế bào khơng tương thích sản xuất chất hóa học vơ hại loại loại khác Ví dụ, hầu hết giống lê ghép với mộc qua (Cydonia oblonga), họ hàng sử dụng làm gốc ghép lùn Người ta cho chất chuyển hóa thứ cấp tạo mộc qua di chuyển khoảng cách ngắn vào mô lê, nơi enzym chuyển thành xyanua giết chết mơ xung quanh gây thất bại ghép lê-mộc qua Để khắc phục vấn đề này, người trồng có giống lê không xảy tượng sử dụng đoạn mô ngắn từ giống giống lê mong muốn gốc ghép mộc qua Ghép ba đoạn gọi ghép đầu mối, thường sử dụng vườn lê Do đó, tăng cường yếu tố thúc đẩy ghép đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng diện độc tố ức chế mảnh ghép chìa khóa để ghép thành cơng Các mảnh ghép khơng tương thích thường thất bại gắn kết mô yếu khơng hình thành mơ mạch, số trường hợp, mảnh ghép thời gian, sau vài năm, mảnh ghép độ bền học bị vỡ Đáng ý, mô trẻ ghép tốt mơ già, có lẽ khả phân chia biệt hóa tốt hơn, đồng thời mức độ độc tố chất chuyển hóa thứ cấp thấp Nhân giống trồng truyền thống khắc phục số vấn đề này, tương lai, phương pháp tiếp cận chuyển gen có lợi việc cải thiện thành công mô ghép Thực vật ký sinh đặc biệt chúng "ghép" với nhiều lồi khơng liên quan Chúng đại diện cho khoảng 1% số lồi thực vật có hoa bao gồm thực vật có hoa lớn giới (Rafflesia) Một số loài thực vật ký sinh Striga có phạm vi ký chủ lớn lây nhiễm bọ chét bọ xít Thực vật ký sinh bám vào ký chủ hoạt động bồn rửa để lấy chất dinh dưỡng, khoáng chất nước cách sử dụng cấu trúc ăn chuyên biệt gọi haustoria Thực vật ký sinh kết nối xylem chúng với xylem vật chủ thông qua cầu nối xylem, loạt tế bào biệt hóa haustoria Những cầu nối xylem tương tự cầu xylem hình thành qua điểm ghép hình thành q trình vận chuyển hormone xảy chồi rễ Nhiễm ký sinh thực vật khác với hình thành ghép thực vật ký sinh khơng có mối liên hệ trực tiếp với chủ Thay vào đó, số lồi kết nối với phloem vật chủ thơng qua plasmodesmata, lồi khác khơng tạo kết nối plasmodesmata Một điểm khác biệt quan trọng khác thực vật ký sinh thường khơng lây nhiễm sang lồi chúng, hầu hết loài thực vật dễ dàng tự ghép với chúng Có khả hormone đường liên quan đến phát triển mạch liên quan đến tương tác thực vật ký sinh hình thành mảnh ghép, rõ ràng, tồn khác biệt Tuy nhiên, hiểu rõ cách ghép cung cấp thông tin cách thực vật ký sinh ngược lại ... triển kỹ thuật ghép, người quan sát thấy tầm gửi mọc táo dương Hình Kỹ thuật ghép vào kỷ 17 Ngày nay, ghép sử dụng rộng rãi vườn ăn trái, nhà kính, vườn nho vườn kiểng Một ứng dụng phổ biến ghép. .. ứng dụng phổ biến ghép chồi cây, gọi cành ghép ghép gốc vào khác gọi gốc ghép Ngồi ra, ghép cành cải thiện khả chống chịu căng thẳng cho phép phát triển môi trường Ghép đóng vai trị quan trọng... xylem khơng xảy Người trồng thường tăng áp lực vật lý xung quanh vết ghép để thúc đẩy trình hình thành vết ghép thành công cách sử dụng kẹp quấn băng quanh chỗ ghép Kỹ thuật định hướng phân chia