植物细胞叶绿体存在基因开关

2010年03月27日 14:08:47 人气: 1258 来源: 上海百蕊生物科技有限公司

在植物细胞中，基因不仅可以在细胞核和线粒体上识别，及在蛋白质上找到，还可以在光合作用产生的叶绿体上显示出DNA（脱氧核糖核酸）特征和构成蛋白质的核糖体信使RNA（核糖核酸）。德国马克斯普朗克分子植物学研究所的科学家在烟草叶绿体中发现了对蛋白质的构成起调控作用的基因开关，借助所谓的核糖开关，可以开启或关闭烟草植物中的叶绿体基因。未来利用这种核糖开关，可以提高转基因作物的生物安全性。

　　要构成一种有特定基因的蛋白质，首先必须使DNA转录成所谓的信使RNA，这些RNA分子起引导作用，由其引导来搭建细胞的蛋白质工厂。几年前，科学家已经在细菌细胞段中发现了一些信使RNAs，可以与代谢物连接，通过改变RNA分子的空间结构，就可以开启或关闭蛋白质生产。核糖开关对于细菌来说是一个快速和有效的控制蛋白质合成的方法，但在植物细胞的叶绿体内，之前还没有发现自然存在的核糖开关。

　　位于德国波茨坦的马普分子植物学研究所的科学家改变了核糖开关，将其引入到叶绿体基因组中，用于控制单个叶绿体蛋白质的构成。研究人员将一个基因引入到一种茶树叶绿体的DNA中，将茶树作物的成分*作为“开关”，它能附着到信使RNA核糖开关上，然后确保叶绿体和核糖体组合物上的RNA能够被识别。研究人员拉尔夫·波克表示，利用*核糖开关，未来不仅可以针对性地研究叶绿体的功能，而且使核糖开关在生物技术领域发挥重要作用。由于叶绿体非常适合生产功能材料，例如每一个烟草细胞含有多达100个叶绿体，叶绿体基因可以比细胞核DNA形成更多的蛋白质。马普研究所的科学家已将这项发现应用到转基因烟草上，使开发出的转基因烟草的叶片上含有较多的抗生素。

　　转基因的叶绿体可使蛋白质的产量更大，在许多情况下，如果植物细胞持续繁殖，受新陈代谢和光合作用的影响，植物的生长会变形或变慢，核糖开关可以防止这一点。因为在其作用下，相应的基因开关可以只有在植物生长和收获时打开。

关键词：细胞叶绿体,基因开关

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