Identificarea membrilor proteinei șocului termic de pepene verde și a expresiei genei specifice țesutului
Yasemin likelik ALTUNOĞLU
1 Departamentul de Genetică și Bioinginerie, Facultatea de Inginerie și Arhitectură, Universitatea Kastamonu, Kastamonu, Turcia,
Merve KELEȘ
1 Departamentul de Genetică și Bioinginerie, Facultatea de Inginerie și Arhitectură, Universitatea Kastamonu, Kastamonu, Turcia,
Tevfik Hasan CAN
1 Departamentul de Genetică și Bioinginerie, Facultatea de Inginerie și Arhitectură, Universitatea Kastamonu, Kastamonu, Turcia,
Mehmet Cengiz BALOĞLU
1 Departamentul de Genetică și Bioinginerie, Facultatea de Inginerie și Arhitectură, Universitatea Kastamonu, Kastamonu, Turcia,
Abstract
1. Introducere
Citrillus lanatus (pepene verde) este o plantă importantă din familia Cucurbitaceae, constituind 7% din totalul câmpurilor mondiale dedicate producției de culturi. Producția anuală mondială de pepene verde (Citrillus lanatus) este de aproximativ 90 de milioane de tone, iar pepenele verde (Citrillus lanatus) se numără printre cele mai consumate 5 fructe proaspete (FAO, u1d42). Deși pepenele verde (Citrillus lanatus) este compus în mare parte din apă (până la 90%), acesta conține compuși nutritivi importanți, cum ar fi zahărul, licopenul și aminoacizii care promovează sănătatea, inclusiv citrulina, arginina și glutationul (Hayashi și colab., 2005; Perkins-Veazie și colab., 2006; Collins și colab., 2007; Guo și colab., 2013).
Proteinele de șoc termic (Hsps) sunt o familie specială de proteine care sunt sintetizate ca răspuns la o varietate de condiții de stres, inclusiv temperaturi ridicate, și sunt necesare pentru creșterea și supraviețuirea celulei (Whitley și colab., 1999; Kumar și colab., 2012; likelik Altunoğlu, 2016). Hsps sunt funcționale în multe procese, cum ar fi plierea proteinelor, reglarea celulară și inhibarea acumulării de proteine inadecvate în celulă. În plus, membrii acestei familii de proteine sunt cunoscuți a fi sintetizați în condiții de stres diferite și se comportă ca chaperone moleculare, care permit proteinelor să devină structură tridimensională prin pliere (Henle și colab., 1998). Ele sunt, de asemenea, determinanți cheie ai controlului calității și au un rol important în protejarea echilibrului global al proteinelor celulare (Kumar și colab., 2012).
Datele genomice complete ale organismelor sunt utile pentru determinarea familiilor de gene importante folosind metode bioinformatice. Hsps au fost caracterizate în multe specii de plante, inclusiv Arabidopsis (Swindell și colab., 2007), grâu (Muthusamy și colab., 2017), floarea-soarelui (Büyük și colab., 2012), orez (Singh și colab., 2010; Jiang și colab., 2014; Wang și colab., 2014), roșie (Zai și colab., 2017), plop (Yer și colab., 2016; Yer și colab., 2018) și eucalipt (Altunoğlu, 2016). Secvența completă a genomului de pepene verde a fost publicată de Guo și colab. în 2013; cu toate acestea, din câte știm, membrii familiei Hsp nu au fost încă definiți în genomul pepenelui verde. În studiul actual, genele Hsp de pepene verde au fost identificate și caracterizate. În plus, profilurile de expresie ale genelor în condiții combinate de secetă și stres termic au fost analizate experimental și rezultatele au fost comparate folosind bioinformatica.
2. Materiale și metode
2.1. Identificarea genelor proteinelor de șoc termic (hsp) în genomul pepenelui verde
Conform studiului publicat anterior (Baloğlu, 2014b; Baloğlu, 2014c; Kavas și colab., 2015; Kavas și colab., 2016), s-au efectuat diferite strategii de căutare pentru a elucida genele Hsp din genomul pepenei verzi. În primul rând, folosind baza de date HSPIR (Resurse de informații privind proteina șocului termic), genomica, regiunea de codificare și secvențele proteice ale genelor Hsp au fost obținute pentru toate plantele. Pentru aceste secvențe, a fost efectuată o căutare BLASTP (Protein Blast Sequence Comparison) folosind baza de date Cucurbit Genomics. În plus, secvențele definite au fost scanate și selectate în funcție de regiunile protejate utilizând Modelul Hidden Markov (HMM). Regiunile protejate ale secvențelor selectate au fost verificate cu baza de date Pfam (https://pfam.xfam.org/) și au fost recuperate pentru studiu ca pepene verde. Indicele de instabilitate, greutățile moleculare și valorile efectului izoelectronic (pI) ale acestor secvențe Hsp au fost obținute folosind instrumentul ProtParam (u1d45).