摘要 在真核生物中,血红素通过两个硫醚键附着到线粒体细胞色素 c 和 c 1 上,由多亚基细胞色素 c 成熟系统 I 或全细胞色素 c 合成酶 (HCCS) 催化。前者是从线粒体的 α 变形菌祖先遗传而来;后者是一种真核创新,其原核祖先并不明显。HCCS 是真核生物中从头蛋白质创新的少数几个例子之一,但对 HCCS 的结构功能了解有限。独特的是,眼虫原生生物(包括医学上相关的动基体锥虫和利什曼原虫寄生虫)通过单个硫醚键将血红素附着到线粒体 c 型细胞色素上。但该机制尚不清楚,因为缺乏编码与其他分类群中参与细胞色素 c 成熟的蛋白质具有可检测相似性的蛋白质的基因。在这里,通过生物信息学搜索所有含血红素蛋白的动质体中保守的蛋白质,鉴定出动质体细胞色素 c 合成酶 (KCCS),我们发现它是必需的和线粒体的,能催化血红素附着到锥虫细胞色素 c 上。KCCS 与其他蛋白质没有序列同一性,除了四个短基序内的轻微相似性表明与 HCCS 相关。因此,KCCS 为研究真核细胞色素 c 成熟提供了一种新的资源,可能具有更广泛的相关性,因为人类 HCCS 的突变会导致疾病。此外,与许多其他真核生物相比,眼虫的许多线粒体生物化学例子都不同;因此,KCCS 的鉴定为进化分化的原生生物群体中极端、不寻常的线粒体生物化学提供了另一个典范。
01。农业生物技术单元1:细胞结构和功能原核和真核细胞结构,细胞壁,质膜,细胞细胞器的结构和功能:液泡,线粒体,质体,高尔基体,Golgi Appratus,er,Er,er,过氧化物症。细胞分裂,细胞周期的调节,蛋白质分泌和靶向,细胞分裂,生长和分化。 单元2:碳水化合物,脂质,蛋白质和核酸的生物分子和代谢结构以及功能,碳水化合物的合成,糖酵解,HMP,柠檬酸周期和代谢调节,氧化磷酸化和氧化磷酸化和底物水平磷酸化磷酸化,植物磷酸化,植物,植物,植物,植物,Hormones,Hormones。 功能分子,抗氧化剂,营养前体,HSP,抗病毒化合物。 单元3:酶学酶,结构构象,分类,测定,分离,纯化和表征,催化特异性,作用机制,活性位点,调节酶活性。 Unit 4: Molecular Genetics Concept of gene, Prokaryotes as genetic system, Prokaryotic and eukaryotic chromosomes, methods of gene isolation and identification, Split genes, overlapping genes and pseudo genes, Organization of prokaryotic and eukaryotic genes and genomes including operan, exon, intron, enhancer promoter sequences and other regulatory elements. 突变自发,诱导和位置,在细菌,真菌和病毒中重组,转化,转导,结合,转座元素和转座。 翻译机制及其控制,翻译后修改。细胞分裂,细胞周期的调节,蛋白质分泌和靶向,细胞分裂,生长和分化。单元2:碳水化合物,脂质,蛋白质和核酸的生物分子和代谢结构以及功能,碳水化合物的合成,糖酵解,HMP,柠檬酸周期和代谢调节,氧化磷酸化和氧化磷酸化和底物水平磷酸化磷酸化,植物磷酸化,植物,植物,植物,植物,Hormones,Hormones。功能分子,抗氧化剂,营养前体,HSP,抗病毒化合物。单元3:酶学酶,结构构象,分类,测定,分离,纯化和表征,催化特异性,作用机制,活性位点,调节酶活性。Unit 4: Molecular Genetics Concept of gene, Prokaryotes as genetic system, Prokaryotic and eukaryotic chromosomes, methods of gene isolation and identification, Split genes, overlapping genes and pseudo genes, Organization of prokaryotic and eukaryotic genes and genomes including operan, exon, intron, enhancer promoter sequences and other regulatory elements.突变自发,诱导和位置,在细菌,真菌和病毒中重组,转化,转导,结合,转座元素和转座。翻译机制及其控制,翻译后修改。单元5:遗传信息的基因表达,操纵子概念,原核生物和真核生物转录的转录机制,转录单位,调节序列,增强序列和增强剂,激活因子,激活因子,共激活因子,共激活因子,共抑制剂,原核生物和真核生物的转化因子和促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进剂,促进因遗传密码。
在1975年,米洛斯拉夫·拉德曼(Miroslav Radman)报道了可诱导的细菌DNA修复/诱变系统,即SOS响应,在DNA损伤突然增加时,该响应被激活(1)。后来的研究表明,SOS通过吸引环境感应途径来增强遗传变异(2),该途径启动转录程序并突变基因组,从而增强抗生素耐药性(3)。真核生物共享压力诱导的诱变(SIM)的类似机制,反对普遍的假设,即突变纯粹是随机发生的(4)。最近,已经证明SIM能够推动对靶向疗法的获得性抗性(5)。此外,将雷帕霉素的机械靶标鉴定为一种应激感应的变阻器,可介导多种癌症类型的SIM(6)。
课程信息:目录描述:(4个学分,6小时。)这是一个学期的高层课程。该尖端的DNA技术课程适用于对A.S.专业有兴趣的学生在生物技术中。主题介绍了有关重组DNA技术,基因克隆,基因工程,原核生物和真核生物系统的基因表达的关键原理。实验室组件通过用于分子和细胞生物学研究的技术和工具进行了深入的实验。完成本课程后,学生将可以选择转移到其他大学并完成其学士学位。或B.A.生物学。本课程满足生物学专业先决条件的选修学分要求:: BIO 1400和CHM 1100或部门许可
通过将来自多个季节性样本的Edna片段序列与来自所有已知物种的大型参考序列数据库进行比较,研究人员能够检测到整个生命之树的生物。他们估计,奇利卡泻湖的总分类学多样性在整个生命之树中约为1071个家庭,包括大约799个真核生物家族,230个细菌家庭,27个古细菌家庭和13个DNA病毒家族。研究人员还发现,生态系统中不同位置和季节的生物家庭的相对丰度差异很大。这表明该方法还可以帮助监视跨空间和时间的生物多样性的变化。
•比较和对比有丝分裂和减数分裂的基本特征,重点是这些细胞生殖过程中同源染色体的运动。•提出科学问题,提出书面假设,作为该问题的初步答案,并在特定实验的背景下产生与该假设一致的可观察到的预测。•展示了对分子系统发育学的理解,包括追踪基因进化史的概念(例如基因复制,水平基因转移)。•描述细胞器的基本结构和功能。•描述光合作用的组成部分以及每个组件的主要步骤和产品。•描述细菌,古细菌和真核生物之间的最基本相似性和差异,以及“生物”与动物,植物和真菌之间的进化关系。
基因组学的最新进展揭示了微生物生态系统的多样性和丰富性。现在需要新的功能基因组学方法来高通量地探测基因功能并提供机制见解。在这里,我们回顾了如何使用 CRISPR 工具箱以序列特异性的方式灭活、抑制或过度表达基因,以及这如何提供多种有吸引力的解决方案来高通量地识别基因功能。CRISPR 筛选技术在真核生物和原核生物中都得到了发展,已经为微生物学和宿主-病原体相互作用提供了有意义的见解。在微生物组时代,CRISPR 衍生工具的多功能性和功能多样性有可能显著提高我们对微生物群落及其与宿主相互作用的理解。
发展基因组编辑体现了生物复杂性的演变:为什么某些真核生物携带额外的遗传物质,这些遗传物质是在性爱后以复杂,昂贵且时间的消耗方式进行的?纤毛是该现象的最佳研究模型之一,但是,本研究报告了一个无法检测到的广泛编辑的物种,但是尽管如此,它仍然在DNA修饰和染色质之间存在实质性差异,并在其主动转录的体细胞核和无声生殖线核之间保持了差异。这表明,广泛的基因组编辑不是纤毛核功能分化的先决条件,并挑战了有关编辑的常规理论:作为对移动元素的防御是必要的,并且由于进化棘轮而获得的编辑,就不会丢失。
染色体工程已在酵母中成功尝试,但在包括哺乳动物在内的高等真核生物中仍然具有挑战性。在这里,我们报告了小鼠中的程序性染色体连接,这导致在实验室中产生了新的核型。使用单倍体胚胎干细胞和基因编辑,我们融合了两条最大的小鼠染色体,即染色体 1 和 2,以及两条中等大小的染色体,即染色体 4 和 5。染色质构象和干细胞分化受到的影响最小。然而,携带融合染色体 1 和 2 的核型导致有丝分裂停滞、多倍体化和胚胎致死,而由染色体 4 和 5 组成的较小融合染色体能够传递给纯合后代。我们的结果表明在哺乳动物中进行染色体水平工程的可行性。
生物信息处理通常被认为是经典的。然而,测量到的原核生物和真核生物的细胞能量预算比维持经典蛋白质构象和定位状态所需的能量低几个数量级,而这些能量在单分子退相干计算预测的 ˚A、fs 尺度上是经典分子动力学模型假设的。我们认为退相干仅限于细胞膜和细胞内隔间边界的直接周围环境,而体细胞生物化学则实施量子信息处理。检测最近分离的姊妹细胞对扰动的响应中是否违反贝尔不等式将为这一预测提供灵敏的检验。如果这是正确的,那么对细胞内和细胞间通信进行建模都需要量子理论。