بررسی تنوع ژنتیکی و اثر انتخاب ژن های RNA ریبوزومی و ناقل در ژنوم میتوکندری شترهای تک کوهانه و دو کوهانه

نوع مقاله : تنوع زیستی

نویسندگان

1 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

2 گروه فیزیولوژی، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

چکیده

حفاظت از ذخایر ژنتیکی با آگاهی از ساختار ژنتیکی و بررسی ژنوم میتوکندری بین و درون گونه ­ای یک شاخص مناسب از میزان تنوع ژنتیکی جهت مطالعه ژنتیک جمعیت است. از آن­ جائی ­که ژن ­های غیرکدکننده 16sRNA، 12sRNA و tRNAها عناصر تنطیمی درگیر در همانندسازی و رونویسی میتوکندری می­ باشند، در این پژوهش توالی­ های 2 rRNAو 22 tRNAموجود در ژنوم میتوکندریایی شترهای تک کوهانه و دوکوهانهمقایسه و مورد تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی قرارگرفت. نتایج نشان دادکه در مقایسه توالی ژن ­های RNA غیرکدکننده شترهای تک کوهانه و دوکوهانه 46 نوکلئوتید در توالی 16sRNA، 45 نوکلئوتید در 12sRNA و 44 نوکلئوتید در tRNAها متغیر می ­باشد که تنها 2 ژن rRNA و 4 ژن از tRNAها نسبت به تست ­های تکامل خنثی معنی­ دار بودند. بررسی پیامدهای ساختاری این نوکلئوتیدهای متغیر با استفاده از مدل سازی تأیید کرد که تنها نوکلئوتیدهای متغیر در حلقه D از ژن tRNA-Trp سبب تغییر شکل فضایی ساختار برگ شبدری tRNA تریپتوفان و انرژی آزاد گیبس می ­شود. براساس تجزیه و تحلیل ­های این پژوهش ژن­ های RNA غیرکدکننده ژنوم میتوکندری گونه های شتر حفاظت شده ­اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of Genetic diversity and selection effect on ribosomal RNA and transfer RNA genes in the mitochondrial genome of one humped camel and two-humped camel

نویسندگان [English]

  • Zahra Rodbari 1
  • Khadijeh Nasiri 2
1 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Jiroft University, Jiroft, Iran
2 Department of Exercise Physiology, Faculty of Sport Science, University of Mazandaran, Babolsar, Iran
چکیده [English]

The conservation of genetic resources using knowledge of the genetic structure and the study of mitochondrial genome between and within species is an appropriate indicator of genetic diversityfor population genetic study and Non-coding genes of 16sRNA, 12sRNA, and tRNAs are regulatory elements involved in mitochondrial replication and transcription. For these reasons, in the current research, sequences of 2 rRNAs and 22 tRNAs were compared and analyzed with bioinformatics analysis of the mitochondrial genome in one humped camel and two-humped camel. The results showed that 6 nucleotides of 16sRNA sequence, 45 nucleotides of 12sRNA and 44 nucleotides of tRNAs were varied in comparing the sequences of non-coding RNA genes of one-humped and two-humped camels, which only two genes of rRNA and four genes from tRNAs were significant for Neutrality tests. Investigating the structural implications of these variable nucleotides using modeling confirmed that only the variable nucleotides in the D ring of the tRNA-Trp gene caused the spatial deformation of the cloverleaf form of tryptophan tRNA and Gibbs' free energy. Based on the results of this research, non-coding RNA genes of mitochondrial genome of camel species are conserved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mitochondrial genome
  • Selection effect
  • Genetic protection
  • Non-coding regions

مراجع

  1. ازغندی، م. و طهمورث­ پور، م.، 1393. تجزیه و تحلیل ژنتیکی و فیلوژنتیکی ناحیه دی لوپ در شترهای تک­ کوهان و دوکوهان ایران. پژوهش در نشخوارکنندگان. دوره 3، شماره 2، صفحات  93 تا 108.
  2. شهابی، ا. و طهمورث ­پور، م.،1393. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی و فیلوژنتیکی ژن­ های NADH3 وNADH4L  ژنوم میتوکندری شتر دوکوهانه ایران. بیوتکنولوژی کشاورزی. دوره 7، شماره 3،  صفحات 163 تا 173.
  3. عباس ­دلویی, ط.؛ سخاوتی، م.ه. و طهمورث ­پور، م.، 1395. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی و فیلوژنتیکی ژن COX3  میتوکندری شترهای تک ­کوهانه و دوکوهانه ایران. پژوهش ­های علوم دامی ایران. شماره 2، صفحات 361 تا 369.
  4. Avise, J.C., 2000. Phylogeography: the history and formation of species.Harvard University Press. Massachusetts, United States.
  5. Ballard, J.W.O. and Whitlock, M.C., 2004. The incomplete natural history ofmitochondria. Molecular Ecology. Vol. 13, pp: 729-744.
  6. Bao, H.; Zhao, C.; Zhang, L.; Li, J. and Wu, C., 2008. Single-nucleotide polymorphisms of mitochondrially coded subunit genes of cytochrome c oxidase in five chicken breeds. Mitochondrial DNA. Vol. 19, pp: 461-464.
  7. Chen, X.; Prosser, R.; Simonetti, S.; Sadlock, J.; Jagiello, G. and Schon, E.A., 1995. Rearranged mitochondrial genomes are present in human oocytes.American Journal of Human Genetics. Vol. 57, pp: 239-247.
  8. Cooper, G.M. and Hausamn, R.E., 2007. The Cell: A Molecular Approach. 4nd ed.  OXFORD UNIV PR, Sinauer Associates, Inc.
  9. Cui, P.; Ji, R.; Ding, F.; Qi, D.; Gao, H.; Meng, H.; Yu, J.; Hu, S. and Zhang, H., 2007. A complete mitochondrial genome sequence of the wild two-humped camel (Camelus bactrianus ferus): an evolutionary history of camelidae. BMC Genomics. Vol. 8, 241 p.
  10. Drummond, A.J.; Rambaut, A.; Shapiro, B. and Pybus, O.G., 2005.Bayesiancoalescent inference of past population dynamics from molecular sequences.Molecular Biology and Evolution. Vol. 22, pp: 1185-1192.
  11. Freeland, J.R.; Petersen, S.D. and Kirk, H., 2011. Molecular Ecology. 2th Edition. Wiley-Blackwell. New Jersey, United States.
  12. Gray, M., 2012. Mitochondrial Evolution. Cold Spring Harbor perspectives in biology. Vol. 4,  011403 p.
  13. Han, J.; Ochieng, J.W.; Lkhagva, B. and Hanotte, O., 2004. Genetic diversity & relationship of domestic Bactrian camels (Camelus bactrianus) in China & Mongolia. J of Camel Practice and Research. Vol. 11, pp: 97-99.
  14. Helm, M.; Brulé, H.; Friede, D.; Giegé, R.; Puetz, D.O.E.R.N. and Florentz, C., 2000. Search for characteristic structural features of mammalian mitochondrial tRNAs. RNA. Vol. 6, pp.1356-1379.
  15. Hilborn, R.; Quinn, T. P.; Schindler, D.E. and Rogers, D.E.,2003. Biocomplexity & fisheries sustainability. Proceedings of the national academy of sciences. Vol. 100, pp: 6564-6568.
  16. Hughes, J.B.; Daily, G.C. and Ehrlich, P.R., 1997. Population diversity: its extent and extinction. Science. Vol. 278, pp: 689-692.
  17. Hussain, T.; Babar, M.E.; Musthafa, M.M.; Saif, R.; Hussain, F.; Aqeel, M. and Yaqub, A., 2015. Mitochondrial ATP6 & ATP8 genes based molecular diversity & phylogenetic analysis in Punjab urial (Ovisvignei punjabiensis). J of animal and plant sciences. Vol. 25,  pp: 311-317.
  18. Ji, R.; Cui, P.; Ding, F.; Geng, J.; Gao, H.; Zhang, H.; Yu, J.; Hu, S. and Meng, H., 2009. Monophyletic origin of domestic bactrian camel (Camelusbactrianus) & its evolutionary relationship with the extant wild camel (Camelus bactrianus ferus). Animal genetic. Vol. 40, pp: 377-382.
  19. Kujoth, G.C.; Bradshaw, P.C.; Haroon, S. and Prolla, T.A., 2007. The Role of Mitochondrial DNA Mutations in Mammalian Aging. PLoS Genetic. Vol. 3, 24 p.
  20. Librado, P. and Rozas, J., 2009. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data. Bioinformatics. Vol. 25, pp: 1451-1452.
  21. Lole, K.S.; Bollinger, R.C.; Paranjape, R.S.; Gadkari, D.; Kulkarni, S.S.; Novak, N.G.; Ingersoll, R.; Sheppard, H.W. and Ray, S.C., 1999. Full-Length Human Immuno deficiency Virus Type 1 Genomes from Subtype C-Infected Seroconverters in India, with Evidence of Intersubtype Recombination. Virology Journal. Vol. 73, pp: 152-160.
  22. Manfredi, G.; Thyagarajan, D.; Papadopoulou, L.C.; Pallotti, F. and Schon E.A., 1997. The fate of human sperm-derived mtDNA in somatic cells. TheAmerican Journal of Human Genetics. Vol. 61, pp: 953-960.
  23. Patwardhan, A.; Samit, R. and Amit, R., 2014. Molecular markers in phylogenetic studies-a review. Journal of Phylogenetics & Evolutionary Biology.
  24. Ramos-Onsins, S.E. and Rozas, J., 2002. Statistical properties of new neutralitytests against population growth. Molecular Biology and Evolution. Vol. 19, pp:2092-2100.
  25. Tamura, K.; Stecher, G.; Peterson, D.; Filipski, A. and Kumar, S., 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Molecular Biology and Evolution. Vol. 30, pp: 2725-2729.
  26. Zuker, M., 2003. Mfold web server for nucleic acid folding and hybridization prediction. Nucleic acids research. Vol. 31, pp: 3406-3415.

 

فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 11، شماره 1
اردیبهشت 1398
صفحه 105-110

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار