Acta Biologica

Wcześniej: Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego. Acta Biologica

ISSN: 2450-8330     eISSN: 2353-3013     DOI: 10.18276/ab.2018.25-11
CC BY-SA   Open Access 

Lista wydań / No. 25
Bioinformatics analysis of the promoter sequence of the 9f-2.8 gene encoding germin
(Analiza bioinformatyczna sekwencji promotora genu 9f-2.8 kodującego germinę)

Rok wydania:2018
Liczba stron:9 (131-139)
Słowa kluczowe: Triticum aestivum L. narzędzia bioinformatyczne białko germina analiza in silico
Autorzy: Izabela Szućko
University of Szczecin, Institute for Research on Biodiversity, Faculty of Biology, Department of Molecular Biology and Cytology

Urszula Kowalska
University of Szczecin, Institute for Research on Biodiversity, Faculty of Biology, Department of Molecular Biology and Cytology

Lidia Skuza
University of Szczecin, Institute for Research on Biodiversity, Faculty of Biology, Department of Molecular Biology and Cytology

Abstrakt

Bioinformatyka jest dyscypliną nauki,, w której tkwi olbrzymi potencjał. Dyscyplina ta rozwiązuje wiele problemów powstałych w wyniku dynamicznego rozwoju nauk przyrodniczych przy użyciu metodologii nauk informatycznych. Ma szerokie zastosowanie i jest bazą dla prowadzenia większości badań naukowych z dziedziny biologii molekularnej. Celem artykułu jest analiza in silico promotora genu 9f-2.8 kodującego izoformę (9f-2.8) białka germiny uważaną za marker kiełkowania u pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.). Gen ten był już wcześniej scharakteryzowany, jednak do jego analizy korzystano z metod eksperymentalnych, nie obliczeniowych. Analiza bioinformatyczna za pomocą programów TSSP i TSSPlant pozwolila zidentyfikować promotor i potwierdziła jego klasyfikacje do grupy promotorów z motywem TATA-box. W genie 9f-2.8 liczącym 2.8 kpz program TSSP wykazał, że sekwencja TATA-box znajduje się w pozycji 1665 nt, zaś narzędzie TSSPlant wskazało, że TSS [+1] znajduje się w pozycji 1699 nt. Drugim etapem była analiza czynników transkrypcyjnych. W analizowanym obszarze wyróżniono cztery główne rodziny czynników transkrypcyjnych: MADS, AP2, bZIP oraz NAC, z których najliczniejsze były motywy MADS-box oraz bZIP. Ostatnią częścią analiz była kontrola obecności wysp CpG. Zastosowano program PlantPAN, dzięki któremu zlokalizowano region spełniający warunki, pozwalające uznać go za wyspę CpG. Programy, których użyto do scharakteryzowania tych sekwencji są darmowe i ogólnodostępne online.
Pobierz plik

Plik artykułu

Bibliografia

1.Ashikawa, I. (2001). Gene-associated CpG islands in plants as revealed by analyses of genomic sequences.
2.The Plant Journal, 26 (6), 617–25
3.Baxevanisa, A.D., Ouellette`a, B.F.F. (2004). Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek.
4.Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
5.Butler, J.E.F., Kadonaga, J.T. (2002). The RNA polymerase II core promoter: a key component in the regulation
6.of gene expression. Genes & Development, 16, 2583–2592.
7.Davidson, R.M., Reeves, P.A., Manosalva, P.M., Leach, J.E. (2009). Germins: A diverse protein family
8.important for corp improvement. Plant Science, 177, 499–510.
9.Heijmans, K., Morel, P., Vandenbussche, M. (2012). MADS-box genes and floral development: the dark
10.side. Journal of Experimental Botany, 63 (15), 5397–5404.
11.Hernandez-Garcia, C.M., Finer, J.J. (2014). Identification and validation of promoters and cis-acting regulatory
12.elements. Plant Science, 2017–2018, 109–119.
13.Higgs, P.G., Attwood, T.K. (2008). Bioinformatyka i ewolucja molekularna. Warszawa: Wydawnictwo
14.Naukowe PWN.
15.Jakoby, M., Weisshaar, B., Dröge-Laser, W., Vicente-Carbajosa, J., Tiedemann, J., Kroj, T., Parcy, F. (2002).
16.bZIP transcription factors in Arabidopsis. Trends in Plant Science, 7 (3), 106–111.
17.Kaur, A., Pati, P.K., Pati, A.M., Nagpal, A.K. (2017). In-silico analysis of cis-acting regulatory elements
18.of pathogenesis-related proteins of Arabidopsis thaliana and Oryza sativa. Plos one, 12 (9), e0184523.
19.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184523.
20.Lane, B.G., Bernier, F., Dratewka-Kos, E., Shafai, R., Kennedy, T.D., Pyne, C., Munro, J.R., Vaughan,
21.T., Walters, D., Altomare, F. (1991). Homologie between Members of the Germin Gene Family in
22.Hexaploid Wheat and Similarities between These Wheat Germins and Certain Physarum Spherulins.
23.The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 266 (16), 10461–104696.
24.Lane, B.G. (2000). Oxalate oxidases and differentiating surface structure in wheat: germins. Biochemical
25.Journal, 349, 309–321.
26.Molina, C., Grotewold, E. (2005). Genome wide analysis of Arabidopsis core promoters. BMC Genomics,
27.6, 25.
28.Morton, T., Petricka, J., Corcoran, D.L., Li, S., Winter, C.M., Carda, A., Benfey, P.N., Ohler, U., Megraw,
29.M. (2014). Paired-End analysis of Transcription Start Sites in Arabidopsis reveals plant-specific promoter
30.signature. The Plant Cell, 26, 2746–2760.
31.Nowakowska, J. (1998). Gene expression and oxalate oxidase activity of two germin isoforms induced by
32.stress. Acta Physiologiae Plantarum, 20 (01), 10–33.
33.Nowakowska, J. (2001). Germiny u roślin wyższych. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin,
34.217, 19–27.
35.Pandey, S.P., Krishnamachari, A. (2006). Computational analysis of plant RNA Pol-II promoters. Biosystems,
36.83, 38–50.
37.Porto, M.S., Pinheiro, M.P.N.P., Batista, V.G.L.B., dos Santos, C., Albuquerque Melo Filko, P., de Lima,
38.L.M. (2014). Plant Promoters: an approach of structure and function. Molecular Biotechnology, 56,
39.38–49.
40.Riva, A. (2012). The MAPPER2 Database: a multi-genome catalog of putative transcription factor binding
41.sites. Nucleic Acids Research, 40, 155–161.
42.Rombauts, S., Florquin, K., Lescot, M., Marchal, K., Rouze´,P., Van de Peer, Y. (2003). Computational
43.Approaches to Identify Promoters and cis Regulatory Elements in Plant Genomes. American Society
44.of Plant Biologists, 132, 1162–1176.
45.Roy, A.L., Singer, D. (2015). Core promoters in transcription: old problem, new insights. Trends in Biochemical
46.Sciences, 40 (3), 165–171.
47.Sakowicz, T., Frasiński, S. (2014). Roślinne promotory polimerazy RNA II – struktura i identyfikacja.
48.Postępy Biologii Komórki, 21 (2), 347–360.
49.Schütze, K., Harter, K., Chaban, C. (2008). Post-translational regulation of plant bZIP factors. Trends in
50.Plant Science, 13 (5), 247–255.
51.Shahmuradov, I.A., Gammerman, A.J., Hancock, J.M., Bramley, P.M., Solovyev, V.V. (2003). PlantProm:
52.a database of plant promoter sequences. Nucleic Acids Research, 31 (1), 114–117.
53.Smale, S.T., Kadonaga, J.T. (2003). The RNA Polymerase II core promoter. Annual Review of Biochemistry,
54.72, 449–479.
55.Szopa, J., Czuj, T., Łukaszewicz, M. (2003). Analiza genów rodziny 14-3-3. Biotechnologia, 3 (62), 95–106.
56.Tran, L.P., Nakashima, K., Sakuma, Y., Simpson, S.D., Fujita, Y., Maruyama, K., Fujita, M., Seki, M.,
57.Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozak, K. (2004). Isolation and Functional Analysis of Arabidopsis
58.Stress-Inducible NAC Transcription Factors That Bind to a Drought-Responsive cis-Element in the
59.early responsive to dehydration stress 1 Promoter. The Plant Cell, 16, 2481–2498.
60.Xiong, J. (2006). Podstawy bioinformatyki. Warszawa: UW.
61.Yaish, M.W., El-kereamy, A., Zhu, T., Beatty, P.H., Good, A.G., Bi, Y., Rothstein, S.J. (2010). The APETALA-
62.2-Like Transcription Factor OsAP2-39 Controls Key Interactions between Abscisic Acid and Gibberellin
63.in Rice. PLoS Genetics, 6 (9).